ES/iPS細胞由来網膜神経組織の移植による視機能再生の機能解析

ES/iPS细胞源性视网膜神经组织移植视功能再生的功能分析

基本信息

批准号：
26861478
负责人：
金子潤
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、マウスES/iPS細胞から分化誘導した網膜神経組織を網膜変性モデルマウスの網膜下に移植した後、移植による新たな神経回路形成および変性網膜の光応答回復を電気生理学的手法・カルシウムイメージングによって詳細に機能解析することを目的とした。先行研究により、移植後の網膜片は網膜下において形態的成熟、特異的分子マーカーの発現およびホスト網膜とのシナプス再形成が起こることが示されている。一方、機能的な成熟に関しては、一般的な解析手法であるERGでは検出感度に限界があるため、より高感度な多点電極アレイ（MEA）により電気生理学的解析を行なった。その結果、移植された視細胞由来と考えられるa-waveが検出され、マウスES/iPS細胞由来の移植網膜細胞は機能的にも成熟していると考えられる。また、白色LEDによる光刺激によって移植部直下の網膜神経節細胞から光応答が計測され、変性網膜に見られる神経節細胞の異常発火が抑制されていたことから、移植による光応答の回復および神経保護効果が示唆された。さらに、網膜移植による光応答の回復をハイスループットに検出するため、多光子顕微鏡によるカルシウムイメージング用セットアップを立ち上げ、イメージング用に網膜神経節細胞特異的にGCaMP3を発現する網膜変性マウス(rd1、rd10)を作成した。今後、これらのマウスをレシピエントとして網膜移植を行い、光応答機能の回復をさらに解析する予定である。

本研究将小鼠ES/iPS细胞分化的视网膜神经组织移植到小鼠视网膜变性模型的视网膜下，利用电生理技术诱导新神经回路的形成以及变性视网膜光反应的恢复。目的是通过成像进行详细的功能分析。先前的研究表明，移植后，视网膜碎片经历视网膜下形态成熟、特定分子标记的表达以及与宿主视网膜的再突触形成。另一方面，对于功能成熟，ERG的一般分析方法检测灵敏度有限，因此使用更灵敏的多点电极阵列（MEA）进行电生理分析。结果，检测到了被认为源自移植的感光细胞的a波，表明源自小鼠ES/iPS细胞的移植视网膜细胞功能成熟。此外，白光 LED 的光刺激测量了移植部位正下方视网膜神经节细胞的光学反应，表明退化视网膜中神经节细胞的异常放电受到抑制。此外，为了检测视网膜移植的光反应的高通量恢复，我们使用多光子显微镜建立了钙成像装置，并创建了使用的视网膜退行性小鼠（rd1、rd10）。未来，我们计划以这些小鼠为受体进行视网膜移植，并进一步分析光反应功能的恢复情况。