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網膜神経節細胞を利用したON型-OFF型光受容システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 25462747
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 眼科学
研究機関岩手大学

研究代表者

菅野 江里子  岩手大学, 工学部, 准教授 (70375210)

研究分担者 砂金 ひとみ (沖田 ひとみ)  東北大学, 大学病院, 助手 (30400451)
村山 奈美枝  東北大学, 大学病院, その他 (60597516)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードオプトジェネティクス / 再生医学 / 生理学 / 脳・神経 / 網膜色素変性症 / 視細胞変性 / チャネルロドプシン / アデノ随伴ウイルスベクター / 眼科学 / オプトジェネェティクス / 網膜神経節細胞
研究成果の概要

アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)へ改変型ボルボックス由来チャネルロドプシン1遺伝子(mVchR1)、並びにハロロドプシン遺伝子(NpHR) を挿入し、発現ベクターを作製した。キャプシドタンパク質を改変したAAV2M型は高い発現効率をもたらした。NpHRはタンパク質発現が低いことが分かり、その膜移行配列を改変し機能を調べた。しかし、in vivo, in vitro共に大きな改善は見られなかった。そこでタンパク質の三次元構造のモデリングを行ってきた。その過程において、イオンを細胞膜に透過させる経路にも問題があり、イオン透過率、すなわちチャネルとしての機能が低いことが分かった。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (44件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 9件) 図書 (7件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Local and systemic responses following intravitreous injection of AAV2-encoded modified Volvox channelrhodopsin-1 in a genetically blind rat model2016

    • 著者名/発表者名
      Sugano E, Tabata K,Takahashi M, Nishiyama F, Shimizu H, Sato M, Tamai M, Tomita H
    • 雑誌名

      Gene Therapy

      巻: 23(2) 号: 2 ページ: 158-66

    • DOI

      10.1038/gt.2015.99

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Light induces translocation of NF-κB p65 to the mitochondria and suppresses2016

    • 著者名/発表者名
      Tomita H, Tabata K, Takahashi M, Nishiyama F, Sugano E.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 473 号: 4 ページ: 1013-18

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.04.008

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Near-infrared (NIR) up-conversion optogenetics.2015

    • 著者名/発表者名
      Shoko Hososhima, Hideya Yuasa, Toru Ishizuka, Mohammad R. Hoque, Takayuki Yamashita, Akihiro Yamanaka, Eriko Sugano, Hiroshi Tomita, and Hiromu Yawo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 16533-16533

    • DOI

      10.1038/srep16533

    • NAID

      120007179836

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Restoration of the majority of the visual spectrum by using modified Volvox channelrhodopsin-1.2014

    • 著者名/発表者名
      Tomita H, Sugano E, Murayama N, Ozaki T, Nishiyama F, Tabata K, Takahashi M, Saito T, Tamai M.
    • 雑誌名

      Mol. Ther.

      巻: 22(8) 号: 8 ページ: 1434-1440

    • DOI

      10.1038/mt.2014.81

    • NAID

      120007179833

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optogenetically induced Seizure and the Longitudinal Hippocampal Network.2013

    • 著者名/発表者名
      Shin-ichiro Osawa, , Hajime Mushiake
    • 雑誌名

      PLos One

      巻: 8 号: 4 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0060928

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Establishment of monocular-limited photoreceptor degeneration models in rabbits.2013

    • 著者名/発表者名
      Isago H, Sugano E, Murayama N, Tamai M, Tomita H.
    • 雑誌名

      BMC Ophthalmol.

      巻: 13 号: 1 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1186/1471-2415-13-19

    • NAID

      120005550125

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Different anti-oxidant effects of thioredoxin 1 and thioredoxin 2 in retinal epithelial cells2013

    • 著者名/発表者名
      Sugano, E. Isago, H. Murayama, N. Tamai, M. Tomita, H.
    • 雑誌名

      Cell Struct Funct

      巻: 38(1) ページ: 81-88

    • NAID

      130004053892

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Essential role of thioredoxin 2 in mitigating oxidative stress in retinal epithelial cells.2013

    • 著者名/発表者名
      Sugano E, Murayama N, Takahashi M, Tabata K, Tamai M, Tomita H.
    • 雑誌名

      J Ophthalmol.

      巻: 2013 ページ: 185825-185825

    • DOI

      10.1155/2013/185825

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Near-infared (NIR) up-conversion optogenetics for neural manipulation2016

    • 著者名/発表者名
      Hososhima S, Yuasa H, Sugano E, Tomita H, Ishizuka T,
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マルチビタミンを用いた細胞死抑制効果の検討2015

    • 著者名/発表者名
      野崎示穂, 清水宏也, 菅野江里子, 髙橋麻紀, 冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 酸化ストレス誘導性アポトーシスに対する酸性セラミダーゼの細胞保護効果2015

    • 著者名/発表者名
      髙橋麻紀, 菅野江里子, 田端希多子, 冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-08-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 感受波長の異なる2つの光受容タンパク質が作り出す視覚機能2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤雅俊, 菅野江里子, 田端希多子, 髙橋麻紀, 西山史朗, 冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 2つの光受容タンパク質を発現する細胞の光特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      三戸啓, 菅野江里子, 田端希多子, 髙橋麻紀, 斎藤建彦, 冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 亜硝酸ナトリウム誘導性の新規認知症様モデルの作製と脳機能評価2015

    • 著者名/発表者名
      清水宏也, 菅野江里子, 田端希多子, 髙橋麻紀, 冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会東北支部大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Near-infrared (NIR) optogenetics using lanthanide nanoparticle up-conversion2015

    • 著者名/発表者名
      八尾 寛,細島頌子,阿部健太,湯浅英哉,菅野江里子,冨田浩史,石塚 徹
    • 学会等名
      ナノ学会 第13回大会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Visual properties of photoreceptor degenerated rat with dual channelrhodpsin genes.2015

    • 著者名/発表者名
      Tomita H, Sugano E, Tabata K, Sato M, Takahashi M, Sannohe K, Murayama N, Nishiyama F, Saito T, Tamai M.
    • 学会等名
      ASIA-ARVO 2014
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(Yokohama)
    • 年月日
      2015-02-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Systematic and local responses of modified volvox Channelrhodopsin-1 gene therapy.2015

    • 著者名/発表者名
      E Sugano, K Tabata, F Nishiyama, M Takahashi, H Shimizu, M Sato, M Tamai, H Tomita.
    • 学会等名
      ASIA-ARVO 2014
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(Yokohama)
    • 年月日
      2015-02-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] オプトジェネティクスの視覚への応用2014

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史、菅野江里子、村山奈美枝、高橋麻紀、田端喜多子、西山史朗、斎藤建彦、玉井信
    • 学会等名
      第35回 日本レーザー医学学会総会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京)
    • 年月日
      2014-11-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-focal photostimulations with light emitting diodes on a multi-channel electrocorticographic array in non-human primates.2014

    • 著者名/発表者名
      M. KOMATSU, E. SUGANO, H. TOMITA, N. FUJII
    • 学会等名
      SFN 2014
    • 発表場所
      The Walter E. Washington Convention Center(Washington, DC,U.S)
    • 年月日
      2014-11-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of optogenetic technologies to restore vision in genetically blind rats2014

    • 著者名/発表者名
      H. Tomita, E. Sugano, N. Murayama, M. Takahashi, F. Nishiyama, K. Tabata, T. Saito, M. Tamai.
    • 学会等名
      LE2014           ライフエンジニアリング部門シンポジウム2014
    • 発表場所
      金沢大学(金沢)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 改変型チャンネルロドプシン遺伝子を導入したラットの視機能評価2014

    • 著者名/発表者名
      西山史朗、冨田浩史、菅野江里子、村山奈美枝、尾崎拓、田端喜多子、高橋麻紀、斎藤建彦、玉井信
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] アデノ随伴ウイルスの感染効率を左右する因子の検索2014

    • 著者名/発表者名
      苫米地一駿、菅野江里子、村山奈美枝、高橋麻紀、田端喜多子、冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学(仙台)
    • 年月日
      2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Gene therapy using channelrhodopsins for restoring vision2014

    • 著者名/発表者名
      H Tomita, E Sugano, K Tabata, F Nishiyama, N Murayama, M Takahash, T Saito, M Tamai.
    • 学会等名
      第37回日本神経科学学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(Yokohama)
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hippocampal network dynamics in optogenetically induced seizure model.2014

    • 著者名/発表者名
      M Iwasaki, S Osawa, R Hosaka, Yshiya Matsuzaka, H Tomita, T Ishizuka, E Sugano, E Okumura, H Yawo, N Nakasato, T Tominaga, H Mushiake.
    • 学会等名
      第37回日本神経科学学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(Yokohama)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] RESTORATION OF THE MAJORITY OF THE VISUAL SPECTRUM IN RCS RATS USING AAV-MEDIATED MODIFIED VOLVOX CHANNELRHODOPSIN-1 GENE TRANSFER2014

    • 著者名/発表者名
      HTomita, E Sugano, N Murayama, K Tabata, M Takahashi, T Saito, F Nishiyama, M Tamai.
    • 学会等名
      ISER2014
    • 発表場所
      Hyatt Regency, San Francisco(San Francisco,U.S)
    • 年月日
      2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] VISUAL PROPERTIES OF RCS RATS TRANSDUCED WITH MODIFIED VOLVOX CHANNELRHODOPSIN-12014

    • 著者名/発表者名
      E Sugano, F Nishiyama, K Tabata,N Murayama, M Takahashi, T Saito, M Tamai, H Tomita
    • 学会等名
      ISER2014
    • 発表場所
      Hyatt Regency, San Francisco(San Francisco,U.S)
    • 年月日
      2014-07-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 行動解析による視覚機能評価法の確立2014

    • 著者名/発表者名
      西山史朗、冨田浩史、菅野江里子、村山奈美枝、尾崎拓、田端喜多子、高橋麻紀、斎藤建彦、冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会付属    平成26年度東北支部大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡)
    • 年月日
      2014-07-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] アデノ随伴ウイルスの感染効率を左右する因子の検索2014

    • 著者名/発表者名
      苫米地一駿、菅野江里子、村山奈美枝、高橋麻紀、田端喜多子、冨田浩史
    • 学会等名
      日本動物学会付属    平成26年度東北支部大会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡)
    • 年月日
      2014-07-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of optogenetic technologies to vision -Restoring vision to patients with blindness-2014

    • 著者名/発表者名
      H Tomita, E Sugano, N Murayama, K Tabata, M Takahashi, T Saito, M Tamai.
    • 学会等名
      WOC2014
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京)
    • 年月日
      2014-04-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チャネルロドプシン遺伝子導入による視覚機能再建2014

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史、菅野江里子、村山奈美枝、田端希多子、高橋麻紀、斉藤健彦、西山史郎、玉井信
    • 学会等名
      第118回 日本眼科学会
    • 発表場所
      帝国ホテル(東京)
    • 年月日
      2014-04-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] オプトジェネティクスの視覚への応用-失明者の視覚再建に向けて2014

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史、菅野江里子、村山奈美枝、田端希多子、髙橋麻紀、齋藤建彦、西山史朗、玉井信
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学 郡元キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 視機能再建のための遺伝子治療・現状と課題2013

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史、菅野江里子、村山奈美枝、田端希多子、髙橋麻紀、齋藤建彦、西山史朗、玉井信
    • 学会等名
      日本網膜色素変性症協会(JRPS)長野県支部医療講演会
    • 発表場所
      長野県 佐久平 野沢会館
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光計測と操作による先端脳研究 「オプトジェネティクスの視覚への応用」2013

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史、菅野江里子、村山奈美枝、田端希多子、髙橋麻紀、齋藤建彦、西山史朗、玉井信
    • 学会等名
      第13回生理学若手サマースクール
    • 発表場所
      順天堂大学センチュリータワー
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 光アライアンス2016

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子, 冨田浩史
    • 出版者
      日本工業出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Optogenetics: Light-Sensing Proteins and Their Applications2015

    • 著者名/発表者名
      E Sugano, H tomita.
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 月刊 「化学工業」2015

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子, 冨田浩史
    • 出版者
      科学工業社
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 光学2015

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子, 冨田浩史
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      日本光学会
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 脳21 「特集2 視覚を用いた脳科学研究 視覚再生」2014

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史、菅野江里子
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      金芳堂
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [図書] Gene Therapy, tools and potential applications2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tomita,Eriko Sugano, Hitomi Isago, Namie Murayama, and Makoto Tamai
    • 総ページ数
      743
    • 出版者
      INTECH, Croatia
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] オプトジェネティクス(光遺伝学)~光操作による行動制御技術~2013

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子、冨田浩史
    • 総ページ数
      288
    • 出版者
      株式会社 エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] Laboratory of Visual Neuroscience

    • URL

      http://web.cc.iwate-u.ac.jp/~htomita/vis-neurosci/member.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 平成27年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞研究部門

    • URL

      http://www.iwate-u.ac.jp/oshirase/file/2392_0.pdf

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 視覚神経科学研究室

    • URL

      http://web.cc.iwate-u.ac.jp/~htomita/vis-neurosci/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 哺乳動物細胞に対する外来遺伝子の導入効率の向上剤2015

    • 発明者名
      冨田浩史、菅野江里子
    • 権利者名
      冨田浩史、菅野江里子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-024849
    • 出願年月日
      2015-02-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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