オプトジェネティクスと工学技術の融合による視覚野刺激型視覚再建デバイスの開発

失明者の視覚を再建する治療法として、オプトジェネティック遺伝子を用いた遺伝子治療が注目されている。この方法は、網膜細胞にオプトジェネティック遺伝子を導入し視覚を再建するものであるが、視神経が機能しない失明に対しては適応することができない。そこで、今回、視覚野に直接オプトジェネティック遺伝子を導入し、視覚野に直接映像を見せることによって視覚を回復させる、遺伝子治療と工学技術を組み合わせた視覚再建技術を開発することを目的とした。視覚野に映像を照射することを考慮すると、広範囲に遺伝子導入を行う必要があり、また、細胞選択的なプロモーターおよびウイルスベクターの血清型を選択する必要がある。本年度は、細胞特異的AAVベクターを構築し、種々の血清型を用いて広範囲に遺伝子導入する手法を検討した。マイクロシリンジを用いてウイルス溶液を視覚野に注入する手法では予想通り注入個所に限局し広範囲に遺伝子を導入することができなかったのに対し、AAVベクターをゲル化し目的領域に塗布することにより導入効率は注射に比べて低いものの、広範囲に遺伝子を導入することに成功した。導入効率が悪いものの広範囲に遺伝子導入できたため、来年度に予定していた行動学的評価による光応答を調べる目的で、シャトルアボイダンス（回避反応実験）に着手した。正常な視覚を持つラットで光応答を調べた結果、7日間のトレーニングで90％以上の回避率が得られ、光応答をシャトルアボイダンスで評価できることを確認した。

失明者の視覚を再建する治療法として、オプトジェネティック遺伝子を用いた遺伝子治療が注目されている。この方法は、網膜細胞にオプトジェネティック遺伝子を導入し視覚を再建するものであるが、視神経が機能しない失明に対しては適応することができない。そこで、今回、視覚野に直接オプトジェネティック遺伝子を導入し、視覚野に直接映像を見せることによって視覚を回復させる、遺伝子治療と工学技術を組み合わせた視覚再建技術を開発することを目的とした。視覚野に映像を照射することを考慮すると、広範囲に遺伝子導入を行う必要があり、また、細胞選択的なプロモーターおよびウイルスベクターの血清型を選択する必要がある。本年度は、細胞特異的AAVベクターを構築し、種々の血清型を用いて広範囲に遺伝子導入する手法を検討した。マイクロシリンジを用いてウイルス溶液を視覚野に注入する手法では予想通り注入個所に限局し広範囲に遺伝子を導入することができなかったのに対し、AAVベクターをゲル化し目的領域に塗布することにより導入効率は注射に比べて低いものの、広範囲に遺伝子を導入することに成功した。導入効率が悪いものの広範囲に遺伝子導入できたため、来年度に予定していた行動学的評価による光応答を調べる目的で、シャトルアボイダンス（回避反応実験）に着手した。正常な視覚を持つラットで光応答を調べた結果、7日間のトレーニングで90％以上の回避率が得られ、光応答をシャトルアボイダンスで評価できることを確認した。