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2011 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, 非常勤講師 (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 / 網膜 / 視覚野 / 網膜色素変性症 / 神経節細胞 / アデノ随伴ウイルスベクター / 遺伝子治療
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ー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、遺伝盲ラ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。ラット網膜への遺伝子導入では、投与するウイルスベクターの濃度に依存して、導入される細胞が異なることが示されている。濃度の減少に伴って小サイズの神経節細胞には導入されず、大型の神経節細胞に限定されることが明らかとなった。
今回、カニクイザルを用いて、アデノ随伴ウイルスベクターによる網膜神経節細胞への導入効率を調べた。アデノ随伴ウイルスベクターを硝子体内に投与し、遺伝子の発現を網膜進展標本を作製し調べたところ、遺伝子発現は確認されなかった。その原因が硝子体にあると考え、硝子体を酵素的に融解し、遺伝子導入を行うことを試みた。硝子体を融解後、アデノ随伴ウイルスベクターを投与したところ、網膜神経節細胞での遺伝子の発現を確認することができた。ラットでの研究と同様に、大型の神経節細胞に発現が見られた。しかし、遺伝子導入効率は、ラット網膜への遺伝子導入と異なり、遥かに低いものであった。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13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

      Dev Growth Differ

      巻: 53(3) ページ: 357-65

    • DOI

      10.1111/j.1440-169X.2010.01235.x/abstract;jsessionid=05654CC712BA8A42D465701521A544F0.d03t03

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Age-Dependent Differences in Recovered Visual Responses in Royal College of Surgeons Rats Transduced with the Channelrhodopsin-2 Gene2011

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

      J Mol Neurosci

      巻: 46(2) ページ: 393-400

    • DOI

      http://www.springerlink.com/content/731144672m417n1k/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] チャネルロドプシンを用いた視覚再生2011

    • 著者名/発表者名
      富田浩史、菅野江里子
    • 雑誌名

      日本の眼科

      巻: 82(12) ページ: 1602-1607

  • [学会発表] Induction of neuronal cells from NIH/3T3 fibroblasts under defined conditions2011

    • 著者名/発表者名
      Wang Z, Sugano E, Tomita H
    • 学会等名
      The 5th China Medicinal Biotech Forum
    • 発表場所
      北京(中国)
    • 年月日
      2011-11-08
  • [学会発表] チャネルロドプシン-2を用いた視覚再生の可能性2011

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子、砂金ひとみ、富田浩史
    • 学会等名
      第6回網脈絡膜変性フォーラム
    • 発表場所
      盛岡
    • 年月日
      2011-10-10
  • [学会発表] ボルボックス由来チャネルロドプシン1遺伝子改変による感受波長の改善2011

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子、砂金ひとみ、村山なみえ、玉井信、富田浩史
    • 学会等名
      第82回日本動物学会
    • 発表場所
      旭川
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 視細胞変性モデルの確立2011

    • 著者名/発表者名
      富田浩史、菅野江里子、砂金ひとみ、村山なみえ、玉井信
    • 学会等名
      第82回日本動物学会
    • 発表場所
      旭川
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] チャネルロドプシン2を導入した週齢の異なるRCSラットの視覚反応の違い2011

    • 著者名/発表者名
      砂金ひとみ、菅野江里子、村山なみえ、玉井信、富田浩史
    • 学会等名
      第82回日本動物学会
    • 発表場所
      旭川
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] Visual properties of genetically blind rats transduced with channelrhodopsin-2 gene2011

    • 著者名/発表者名
      Tomita H, Sugano E, Isago H, Murayama N, Wang Z, Tamai M
    • 学会等名
      The 16th Congress of Chinese Ophthalmological Society
    • 発表場所
      広州(中国)
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] チャネルロドプシン2による視覚再生治療における効果的時期の検討2011

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子、砂金ひとみ、村山なみえ、玉井信、富田浩史
    • 学会等名
      「光感受性分子の遺伝子導入による新たな視覚系構築再生医工学研究領域の創成」研究班会議
    • 発表場所
      群馬
    • 年月日
      2011-07-16
  • [学会発表] 視機能再建のための遺伝子治療~実現に向けて2011

    • 著者名/発表者名
      富田浩史、菅野江里子、砂金ひとみ
    • 学会等名
      JRPS三重県支部医療講演会
    • 発表場所
      松阪市
    • 年月日
      2011-06-26
  • [学会発表] 視機能再生に向けた遺伝子遺伝子治療研究の現状2011

    • 著者名/発表者名
      富田浩史、菅野江里子、砂金ひとみ
    • 学会等名
      第12回網膜色素変性症患者のつどい
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2011-06-11
  • [学会発表] チャネルロドプシン2を用いた視覚の再生について2011

    • 著者名/発表者名
      菅野江里子、砂金ひとみ、玉井信、富田浩史
    • 学会等名
      JRPS(網膜色素変性症協会)新潟支部医療講演会
    • 発表場所
      新潟市
    • 年月日
      2011-05-22
  • [学会発表] 視覚再生研究の新たな展開2011

    • 著者名/発表者名
      富田浩史、菅野江里子、砂金ひとみ
    • 学会等名
      日本眼科学会総会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2011-05-12
  • [学会発表] Effective Time Point For Channelrhodopsin-2 mediated Gene Therapy After Photoreceptor Degeneration In Rcs Rats2011

    • 著者名/発表者名
      Sugano E, Isago H, Wang Z, Murayama N, Tamai M, Tomita H
    • 学会等名
      ARVO Annual meeting
    • 発表場所
      Fortlauderdale, FL(アメリカ)
    • 年月日
      2011-05-01
  • [学会発表] Improvement Of Wavelength Sensitivities By The Modification Of Volvox Channelrhodopsin-1 Gene2011

    • 著者名/発表者名
      Tomita H, Sugano E, Isago H, Murayama N, Wang Z, Tamai M
    • 学会等名
      ARVO Annual meeting
    • 発表場所
      Fortlauderdale, FL(アメリカ)
    • 年月日
      2011-05-01

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公開日: 2013-06-26  

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