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。

使用光遗传学基因的基因治疗作为恢复盲人视力的治疗方法正在引起人们的关注。这种方法通过将光遗传学基因引入视网膜细胞来恢复视力，但它不能应用于视神经不起作用的失明。因此，这次我们旨在开发一种基因治疗与工程技术相结合的视觉重建技术，通过将光遗传学基因直接引入视觉皮层，将图像直接呈现给视觉皮层来恢复视力。考虑到图像照射到视觉皮层，需要在大范围内进行基因转移，还需要选择细胞选择性启动子和病毒载体的血清型。今年，我们构建了细胞特异性 AAV 载体，并研究了使用各种血清型进行广泛基因转移的方法。使用微注射器将病毒溶液注射到视觉皮层的方法中，基因按照预期定位于注射部位，无法大范围导入，而通过将AAV载体转化为病毒载体则可以导入基因。虽然效率低于注射，但基因已成功导入到大范围内。尽管导入效率较低，但我们能够在大范围内导入基因，因此我们开始了航天飞机回避实验，以通过预定明年的行为评估来研究光反应。对视力正常的大鼠的光反应进行检查，结果显示，训练 7 天后，回避率超过 90%，证实可以使用穿梭回避来评估光反应。

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

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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