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2021 年度 実績報告書

新規開発ステップ関数型チャネルロドプシンの遺伝子導入によって得られる視覚特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 19H03807
研究機関岩手大学

研究代表者

富田 浩史  岩手大学, 理工学部, 教授 (40302088)

研究分担者 金子 武人  岩手大学, 理工学部, 准教授 (30332878)
菅野 江里子  岩手大学, 理工学部, 准教授 (70375210)
田端 希多子  岩手大学, 理工学部, 特任准教授 (80714576)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード網膜色素変性症 / 遺伝子治療 / オプトジェネティクス / 視覚再生
研究実績の概要

当研究室で開発した多波長に感受性を有しステップ関数型チャネルロドプシンの特性を併せ持つ遺伝子「switCh」は、その特性から失明に至った網膜に導入することによって、チャネルロドプシン遺伝子を利用した視覚再生技術のデメリットである光感受性を増大できると考えられた。しかしながら、これまでの研究で、光感受性の増大はみられずむしろ減弱する傾向にあった。この結果から、当研究室では、以前開発したmVChR1およびswitCh遺伝子の構造をもとに新たにComV1遺伝子の開発に成功した(PCT出願済み)。本年度は、このComV1遺伝子の導入によって得られる視覚特性を遺伝盲ラット用いて検証した。
遺伝的に失明に至るRCSラットの硝子体内にComV1遺伝子を含むアデノ随伴ウイルスベクター溶液を注射することによって遺伝子導入を行った。遺伝子導入2ヶ月後には明瞭な視覚誘発電位が記録され、極低照度の光刺激条件下においても、青、緑、赤の全ての波長で反応が見られた。また、オプトモータ―を用いた視覚行動解析においてもほとんどのラットで空間周波数0.42cycles/degreeに反応を示し、この空間周波数は正常な視覚を持つラットより若干低いものの、高度な視覚が再構成されていることが確認された。この回復された視機能は観察期間(遺伝子導入後17ヵ月)、減弱することなく維持されていることが確認された。一方、switCh遺伝子は視覚再生において有用性は認められなかったものの、switCh遺伝子の特性を利用した網膜変性保護および脳機能保護への可能性が見出されたため、神経保護に関する遺伝子治療研究を新たに開始した。
以上のように、本研究で利用した、あるいは新たに開発された遺伝子は、多方面での利用が、今後期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Transcriptome analysis to identify the downstream genes of androgen receptor in dermal papilla cells2022

    • 著者名/発表者名
      Furuya K, Fujibayashi S, Wu T, Takase S, Orimoto A, Sugano E, Tomita H, Kashiwagi S, Kiyono T, Ishii T, Fukuda T
    • 雑誌名

      BMC Genomic Data

      巻: 23(1) ページ: 2

    • DOI

      10.1186/s12863-021-01018-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Immortalization of cells derived from domestic dogs through expressing mutant cyclin-dependent kinase 4, cyclin D1, and telomerase reverse transcriptase2022

    • 著者名/発表者名
      Munirah I, Ozaki T, Sekine A, Morimoto M, Sugawara M, Takada H, Sugano E, Tomita H, Kiyono T, Fukuda T
    • 雑誌名

      Cytotechnology

      巻: 74(1) ページ: 181-192

    • DOI

      10.1007/s10616-021-00504-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Detailed chromosome analysis of wild-type, immortalized fbroblasts with SV40T, E6E7, combinational introduction of cyclin dependent kinase 4, cyclin D1, telomerase reverse transcriptase2021

    • 著者名/発表者名
      Takada H, Miura T, Fujibayashi S, Sasaki N, Takahashi K, Sugano E, Tomita H, Ozaki T, Kiyono T, Yoshida MA, Fukuda T
    • 雑誌名

      In Vitro Cellular & Developmental Biology Animal

      巻: 57(10) ページ: 998-1005

    • DOI

      10.1007/s11626-021-00631-0

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Zinc mediates the interaction between ceruloplasmin and apo-transferrin for the efficient transfer of Fe(III) ions2021

    • 著者名/発表者名
      Sakajiri T, Nakatsuji M, Teraoka Y, Furuta K, Ikuta K, Shibusa K, Sugano E, Tomita H, Inui T, Yamamura T
    • 雑誌名

      Metallomics

      巻: 13(12) ページ: mfab065

    • DOI

      10.1093/mtomcs/mfab065

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an optogenetic gene sensitive to daylight and its implications in vision restoration2021

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Y, Sugano E, Tabata K, Hatakeyama A, Sakajiri T, Fukuda T, Ozaki T, Suzuki T, Sayama T, Tomita H
    • 雑誌名

      npj Regenerative Medicine

      巻: 6(1) ページ: 64

    • DOI

      10.1038/s41536-021-00177-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phototoxicities Caused by Continuous Light Exposure Were Not Induced in Retinal Ganglion Cells Transduced by an Optogenetic Gene2021

    • 著者名/発表者名
      Tabata K, Sugano E, Hatakeyama A, Watanabe Y, Suzuki T, Ozaki T, Fukuda T, Tomita H
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci

      巻: 22(13) ページ: 6732

    • DOI

      10.3390/ijms22136732

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The transcriptome of wild-type and immortalized corneal epithelial cells2021

    • 著者名/発表者名
      Furuya K, Wu T, Orimoto A, Sugano E, Tomita H, Kiyono T, Kurose T, Takai Y, Fukuda T
    • 雑誌名

      Sci Data

      巻: 8(1) ページ: 126

    • DOI

      10.1038/s41597-021-00908-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] マーモセット自閉症モデル前頭前皮質 樹状突起スパインと軸索ブトンのin vivo 2光子顕微鏡観察による解析2021

    • 著者名/発表者名
      野口潤、磯田李紗、渡辺恵、中垣慶子、菅野江里子、冨田浩史、渡我部昭哉、山森哲雄、水上 浩明、一戸紀孝
    • 学会等名
      神経科学学会
  • [学会発表] マイクロワットオーダーの光に応答する高感度型チャネルロドプシンの開発2021

    • 著者名/発表者名
      畠山暁斗、渡邊義人、菅野江里子、田端希多子、佐山達樹、冨田浩史
    • 学会等名
      日本光医学・光生物学会
  • [学会発表] 新規ステップ関数型オプシンによる網膜神経細胞保護2021

    • 著者名/発表者名
      菊地由樹、菅野江里子、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      眼薬理学会
  • [学会発表] 遺伝子治療による視覚再生後の脳の可塑性2021

    • 著者名/発表者名
      佐渡愛、菅野江里子、田端希多子、新林史悠、小野口玲奈、冨田 浩史
    • 学会等名
      眼薬理学会
  • [学会発表] オプトジェネティクスを用いた網膜神経細胞保護2021

    • 著者名/発表者名
      菊地由樹、菅野江里子、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      新学術領域研究 第4回 若手ワークショップ
  • [学会発表] オプトジェネティクスによる視覚再生後の視覚野の可塑性2021

    • 著者名/発表者名
      佐渡愛、菅野江里子、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      新学術領域研究 第4回 若手ワークショップ
  • [学会発表] オプトジェネティクスによるパーキンソン病モデルラットの行動評価2021

    • 著者名/発表者名
      新林史悠、菅野江里子、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      新学術領域研究 第4回 若手ワークショップ
  • [学会発表] 日常光レベルの光に応答する高感度チャネルロドプシンの開発2021

    • 著者名/発表者名
      畠山暁斗、菅野江里子、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      新学術領域研究 第4回 若手ワークショップ
  • [備考] 岩手大学 視覚神経科学研究室

    • URL

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

  • [備考] NEW VISION

    • URL

      https://www.jig-saw.com/news/20161226/

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公開日: 2022-12-28  

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