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

光遗传学与工程技术相结合开发视皮层刺激型视觉重建装置

基本信息

批准号：
22H00579
负责人：
富田浩史
金额：
$ 26.87万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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。

使用光遗传基因的基因疗法吸引了人们的注意，作为重建盲人视力的一种治疗方法。该方法将光遗传基因引入视网膜细胞以重建视觉，但不能适应视神经无法手术的失明。因此，这项研究的目的是开发一种结合基因疗法和工程技术的视觉重建技术，该技术通过将光学遗传基因直接引入视觉皮层并直接将图像直接显示到视觉皮层中来恢复视力。考虑到具有图像的视觉皮层照射，必须在各个区域内进行基因转移，并且必须选择细胞选择启动子和病毒载体血清型。今年，我们研究了一种使用各种血清型在广泛基因上构建细胞特异性AAV载体和基因转移的方法。如预期的那样，将病毒溶液注入视觉皮层的方法仅限于注射位置，并且无法在较大范围内引入基因，但是通过凝固AAV载体并将其应用于目标区域，我们能够成功地在广泛的范围内引入基因，尽管引入效率低于注射效率。尽管引入效率很差，但在广泛的区域中可能进行了基因转移，但我们开始了避免梭子（回避反应实验），目的是通过计划于明年的行为评估来研究光响应。在具有正常视觉视觉的大鼠中检查了光响应，并确认在训练7天内获得了90％或更高的逃避率，并且可以使用避免梭子避免进行光响应。

项目成果

期刊论文数量（18）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Transcriptome analysis to identify the downstream genes of androgen receptor in dermal papilla cells.

DOI：
10.1186/s12863-021-01018-6
发表时间：
2022-01-04
期刊：
BMC genomic data
影响因子：
1.9
作者：
Furuya K;Fujibayashi S;Wu T;Takahashi K;Takase S;Orimoto A;Sugano E;Tomita H;Kashiwagi S;Kiyono T;Ishii T;Fukuda T
通讯作者：
Fukuda T

Lentiviral expression of calpain-1 C2-like domain peptide prevents glutamate-induced cell death in mouse hippocampal neuronal HT22 cells

DOI：
10.1007/s11626-022-00683-w
发表时间：
2022-04-25
期刊：
IN VITRO CELLULAR & DEVELOPMENTAL BIOLOGY-ANIMAL
影响因子：
2.1
作者：
Oikawa，Takenori;Fukuda，Tomokazu;Ozaki，Taku
通讯作者：
Ozaki，Taku

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尝试创造源自红袋鼠的无限分裂细胞

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
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
通讯作者：
福田智一

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利用光遗传学技术进行视网膜再生和保护

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
冨田浩史;菅野江里子
通讯作者：
菅野江里子

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」

研讨会1视觉再生/光遗传学和药物发现“利用光遗传学改善视网膜新功能”

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
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
通讯作者：
冨田浩史

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通讯作者：
Tsuyoshi Shinohara