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2010 年度 実績報告書

チャネルロドプシン発現神経節細胞の形態学的分類による視機能シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 22591962
研究機関東北大学

研究代表者

渡部 眞三  東北大学, 国際高等研究教育機構, 客員教授 (10093486)

研究分担者 富田 浩史  東北大学, 国際高等研究教育機構, 准教授 (40302088)
菅野 江里子  東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (70375210)
砂金 ひとみ  東北大学, 国際高等研究教育機構, 技術補佐員 (30400451)
キーワードチャネルロドプシン-2 / 網膜神経節細胞 / アデノ随伴ウイルスベクター / 網膜色素変性症 / 視覚再生
研究概要

緑藻類クラミドモナスが持つ光受容タンパク質「チャネルロドプシン-2(ChR2)」は、光受容能と陽イオン選択的チャネルとしての機能を有し、神経細胞に遺伝子導入することによって、光受容能を賦与することができる。この特徴的な機能を利用することで、遺伝盲フットの視機能を獲得することに成功している。この方法では、視細胞が消失した網膜の神経節細胞(RGC)にChR2を導入することによって、RGCに光受容能を与える。RGCには、役割の異なる数タイプが存在することから、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)を用いた遺伝子導入によって、ChR2が発現されたRGCのタイプを調べることは、回復される視機能をシミュレートするのに有用である。
本年度は、3種の異なる濃度のAAV(10^<13>、2,5x10^<12>、0.6x10^<12>個/ml)を用いて、ChR2遺伝子を網膜細胞に導入し、遺伝子が導入されたRGCの形態学的特長を調べた。硝子体に投与するAAV濃度の減少に伴い、導入効率の低下が観察された。さらにChR2遺伝子の発現は、高濃度AAV投与群(10^<13>個/ml)では、大、中、小型いずれのRGCにおいても観察されたが、低濃度投与群(0.6x10^<12>個/ml)では、小型RGCでの発現はほとんど観察されず、大型RGCに限局していた。
今回遺伝子導入用ベクターとして用いたAAV2型は、網膜細胞の中でもRGCに高い親和性を持つことが知られている。しかしながら、RGCのタイプ別親和性については報告が無く、今回得られた結果が、ChR2の遺伝子導入によって回復される視覚機能を類推するために重要な知見であると考える。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Differentiation of neuronal cells from NIH/3T3 fibroblasts under defined conditions2011

    • 著者名/発表者名
      Wang Z, Sugano E, Isago H, Hiroi T, Tamai M, Tomita H.
    • 雑誌名

      Development Growth and Differentiation

      巻: In press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regeneration of optic nerve fibers of adult mammals2010

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, M.
    • 雑誌名

      Development, Growth and Differentiation

      巻: 52 ページ: 567-576

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Immune responses to adeno-associated virus type 2 encoding channelr hodopsin-2 in a genetically blind rat model for gene therapy2010

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

      Gene Therapy

      巻: 18(3) ページ: 266-74

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dissecting a role for melanopsin in behavioural light aversion revealsa response independent.2010

    • 著者名/発表者名
      Semo M, Gias C, Ahmado A, Sugano E, Allen A, Lawrence JM, Tomita H, Coffey PJ, Vugler A.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 5(11) ページ: e15009

    • 査読あり
  • [学会発表] 遺伝子導入による視覚再建2011

    • 著者名/発表者名
      富田浩史, 菅野江里子, 砂金ひとみ, 王卓, 村山なみえ, 玉井信
    • 学会等名
      日本視覚学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-01-20
  • [学会発表] Retinal and systemic immune responses after the transfer of channel-rhodopsin-2 into RCS rats2010

    • 著者名/発表者名
      Tomita, H., Sugano, E., Isago, H., Hiroi, T, Wang, Z., Tamai, M.
    • 学会等名
      XIVth International Symposium on Retinal Dege neration
    • 発表場所
      Quebec, Canada
    • 年月日
      20100714-20100716
  • [学会発表] Optimization of volvox-derived channelrhodopsin-1 to expression in mammalian cells2010

    • 著者名/発表者名
      Sugano, E, Tomita, H, Isago, H, Hiroi, T, Wang, Z., Tamai, M.
    • 学会等名
      XIVth International Symposium on Retinal Degeneration
    • 発表場所
      Quebec, Canada
    • 年月日
      20100714-20100716
  • [学会発表] 緑藻類由来遺伝子を用いた視覚再生技術2010

    • 著者名/発表者名
      富田浩史, 菅野江里子, 砂金ひとみ, 王卓, 村山なみえ, 玉井信
    • 学会等名
      日本人工臓器学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-20
  • [学会発表] Visual Responses of Royal College of Surgeons Rats Transferred Modified Volvox Channelrhodopsin-2 Gerie.2010

    • 著者名/発表者名
      Tomita, H., Sugano, E., Isago, H., Hiroi, T, Wimg, Z., Tamai, M.
    • 学会等名
      Annual meeting Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO)
    • 発表場所
      Ft. Lauderdale, US
    • 年月日
      2010-05-02
  • [学会発表] Systematic and Local Responses of Channelrhodopsin-2 Gene Therapy2010

    • 著者名/発表者名
      Sugano, E., Tomita, H., Isago, H., Hiroi, T, Wang, Z., Tamai, M.
    • 学会等名
      Annual meeting Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO)
    • 発表場所
      Ft Lauderdale, US
    • 年月日
      2010-05-02
  • [備考]

    • URL

      http://www.visual-neuroscience.med.tohoku.ac.jp/index.html

  • [産業財産権] 発現効率が改善された光受容チャネルロトプシン2010

    • 発明者名
      富田浩史、菅野江里子
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2010/063786
    • 出願年月日
      2010-07-10
    • 外国

URL: 

公開日: 2012-07-19  

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