• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2022 年度 実施状況報告書

新規チャネルロドプシンを用いた神経栄養因子の分泌制御による網膜変性保護

研究課題

研究課題/領域番号 21K18278
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 菅野 江里子  岩手大学, 理工学部, 准教授 (70375210)
尾崎 拓  岩手大学, 理工学部, 准教授 (70621069)
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) 2021-07-09 – 2025-03-31
キーワードステップ関数型オプシン / 遺伝子治療 / 網膜変性疾患 / ミューラー細胞
研究実績の概要

本研究では、当研究室で開発したステップ関数型オプシンをグリア細胞に導入し発現させ、グリア細胞を光で脱分極させ神経栄養因子の産生を促し、神経細胞を保護しようという試みである。現在までに、培養ミューラー細胞にSFO遺伝子を導入し恒常的に遺伝子を発現する細胞株を作製し光照射に伴う栄養因子類の発現を調べ、グリア由来神経栄養因子の発現が10倍程度高まることを見出している。また、GFAPプロモーターを持つプラスミドベクターを用いてTgラットを樹立し、恒常的にSFO遺伝子を発現する網膜の網膜電図記録ならびに組織学的評価を行い、正常な視機能に影響がないことを明らかにしている。本年度は、このTgラットを用いて、軸索切断によって誘導される神経節細胞死ならびに光照射によって誘導される視細胞変性に対する保護効果を検証した。
200lux/Dark(12時間サイクル)の飼育環境下で飼育した野生型ラットをコントロールとして用い、両ラットとも軸索切断前に上丘より蛍光色素を注入し神経節細胞を蛍光により標識した。両ラットの軸索を切断後、同様の光飼育環境下で 日間飼育した後に眼球を摘出し伸展標本を作製した。蛍光顕微鏡を用いて、網膜の特定の領域12か所を撮影し、神経節細胞数を計測した。野生型ラットに比べて、Tgラットでは、全ての網膜箇所で神経節細胞数の減少が抑制されている傾向が見られたものの、有意な差は認められなかった。一方、光照射による視細胞変性モデルでは光照射前に3000luxの光照射を10分間行い、その後1000luxの光照射を24時間行い、1週間後に眼球を摘出し、組織標本を作製した。視細胞層の厚みを計測したところ、Tgラットでは視細胞層が厚く、野生型ラットに比較して視細胞の変性が有意に抑制されていることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

軸索切断モデルでは抑制傾向が見られたものの効果は見られなかったが、視細胞変性モデルでは保護効果が見られ、光で活性化され神経栄養因子が産生されたためと考えられ、当初の計画通り、光活性化による効果を示すことができた。

今後の研究の推進方策

今回、軸索切断モデルでは、細胞死抑制傾向が見られたものの有意な差は見られなかった。一方、視細胞変性モデルでは、光照射前に3000luxの光照射を10分間行い、SFO遺伝子を活性化することによって視細胞保護効果が見られた。今後は軸索切断モデルにおいても予め、SFO遺伝子を光で活性化し、保護効果を検討する予定である。

次年度使用額が生じた理由

Tgラットを用いた研究で有効性が示された視細胞変性モデルと有効性が示されなかった軸索切断モデルがあり、この違いはSFO遺伝子を活性化させるための光照射条件と考えられ、この光条件を設定するために、Tgラットを使用した研究を優先的に実施したため、AAVベクターを用いた研究を先送りしたため差額が生じた。次年度には光照射条件を決定し、AAVベクターによる遺伝子導入を行うため、差額分を使用する。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Properties of a Single Amino Acid Residue in the Third Transmembrane Domain Determine the Kinetics of Ambient Light-Sensitive Channelrhodopsin2023

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Akito、Sugano Eriko、Sayama Tatsuki、Watanabe Yoshito、Suzuki Tomoya、Tabata Kitako、Endo Yuka、Sakajiri Tetsuya、Fukuda Tomokazu、Ozaki Taku、Tomita Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 ページ: 5054~5054

    • DOI

      10.3390/ijms24055054

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 Kai、Fujibayashi So、Wu Tao、Takahashi Kouhei、Takase Shin、Orimoto Ai、Sugano Eriko、Tomita Hiroshi、Kashiwagi Sayo、Kiyono Tohru、Ishii Tsuyoshi、Fukuda Tomokazu
    • 雑誌名

      BMC Genomic Data

      巻: 23 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] Comprehensive transcriptome data to identify downstream genes of testosterone signalling in dermal papilla cells2022

    • 著者名/発表者名
      Matsusaka Himari、Wu Tao、Furuya Kai、Yamada-Kato Tomoe、Bai Lanlan、Tomita Hiroshi、Sugano Eriko、Ozaki Taku、Kiyono Tohru、Okunishi Isao、Fukuda Tomokazu
    • 雑誌名

      Scientific Data

      巻: 9 ページ: 731

    • DOI

      10.1038/s41597-022-01846-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lentiviral expression of calpain-1 C2-like domain peptide prevents glutamate-induced cell death in mouse hippocampal neuronal HT22 cells2022

    • 著者名/発表者名
      Oikawa Takenori、Fukuda Tomokazu、Yamashita Tetsuro、Tomita Hiroshi、Ozaki Taku
    • 雑誌名

      In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal

      巻: 58 ページ: 289~294

    • DOI

      10.1007/s11626-022-00683-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SIG-1451, a Novel, Non-Steroidal Anti-Inflammatory Compound, Attenuates Light-Induced Photoreceptor Degeneration by Affecting the Inflammatory Process2022

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Yuki、Sugano Eriko、Yuki Shiori、Tabata Kitako、Endo Yuka、Takita Yuya、Onoguchi Reina、Ozaki Taku、Fukuda Tomokazu、Takai Yoshihiro、Kurose Takahiro、Tanaka Koichi、Honma Yoichi、Perez Eduardo、Stock Maxwell、Fernandez Jose R.、Tamura Masanori、Voronkov Michael、Stock Jeffry B.、Tomita Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 ページ: 8802~8802

    • DOI

      10.3390/ijms23158802

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] オプトジェネティクス遺伝子の開発と網膜疾患への応用2023

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子、畠山暁斗、田端希多子、佐山達樹、小野口玲奈、遠藤由佳、木村悠、冨田浩史
    • 学会等名
      第43回レーザー学会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Excessive synaptic turnover and inter-synapse interactions are modified by oxytocin in the dorsomedial prefrontal cortex in an autism model marmoset2023

    • 著者名/発表者名
      Jun Noguchi, Satoshi Watanabe, Risa Isoda, Keiko Nakagaki, Kazuhisa Sakai, Eriko Sugano, Hiroshi Tomita, Akiya Watakabe, Tetsuo Yamamori, Hiroaki Mizukami, Noritaka Ichinohe
    • 学会等名
      第12回日本マーモセット研究会大会
  • [学会発表] シンポジウム1「オプトジェネティクス遺伝子を利用した視覚再建のための遺伝子治療」2022

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史
    • 学会等名
      第28回日本遺伝子細胞治療学会
    • 招待講演
  • [学会発表] シンポジウム1 視覚再生/オプトジェネティクスと創薬「オプトジェネティクスを用いた新たな網膜機能の付与」2022

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子, 畠山暁斗,田端希多子, 佐山達紀,小野口玲奈, 遠藤 由佳, 木村悠, 冨田浩史
    • 学会等名
      第42回日本眼薬理学会
    • 招待講演
  • [学会発表] オプトジェネティクス技術を利用した網膜再生と保護2022

    • 著者名/発表者名
      冨田浩史、菅野江里子
    • 学会等名
      レドックスR&D戦略委員会夏のシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Immortalized Sheep muscle derived cells with the expression of CDK4, cyclin D1, and telomerase reverse transcriptase2022

    • 著者名/発表者名
      Noe Kikuchi, Lanlan Bai, Hiroaki Sano, Takahiro Eitsuka, Kiyotaka Nakagawa, Hitoshi Tomita, Eriko Sugano, Tohru Kiyono, Tomokazu Fukuda
    • 学会等名
      第130回日本畜産学会総会
  • [学会発表] 硝子体内投与で用いるAAV基材の検討2022

    • 著者名/発表者名
      小野口玲奈、菅野江里子、佐渡愛、新林史悠、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      第42回日本眼薬理学会
  • [学会発表] アニオンチャネルロドプシンを用いた視細胞保護の可能性2022

    • 著者名/発表者名
      木村悠、菅野江里子、岩間優記、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      第42回日本眼薬理学会
  • [学会発表] ダイレクトリプログラミング法による網膜muller細胞から視細胞への分化誘導条件の検討2022

    • 著者名/発表者名
      遠藤由佳、菅野江里子、福田智一、世古裕子、田端希多子、冨田浩史
    • 学会等名
      第42回日本眼薬理学会
  • [学会発表] アカカンガルー由来の無限分裂細胞の作製の試み2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木優実, 西浦颯, 永塚貴弘, Tao Wu, 仲川清隆, 白蘭蘭, 菅野江里子, 冨田浩史, 清野透, 落合謙爾, 福田智一
    • 学会等名
      第28回日本野生動物医学会
  • [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.newvision-prj.com/

URL: 

公開日: 2023-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi