Enhancement of the transduction efficiency of a lentiviral vector for neuron-specific retrograde gene delivery through the point mutation of fusion glycoprotein type E

Shigeki Kato, Masateru Sugawara, Kenta Kobayashi, Kei Kimura, Ken-ichi Inoue, Masahiko Takada, and Kazuto Kobayashi

J Neurosci. Methods 311: 147-155 (2019) doi: 10.1016/j.jneumeth.2018.10.023.

 

【研究の要点】

・ 融合糖タンパク質E型の440番目のアミノ酸をプロリンからグルタミン酸に置換した変異体を持つベクターは従来型より高い逆行性遺伝子導入を示すことを発見した。
・ げっ歯類のみならず霊長類における解剖学的な神経ネットワーク研究への利用と分子遺伝学的ツールを組み合わせた脳機能マッピングへの応用が見込まれる。
・ 難治性の神経変性疾患への遺伝子治療として今後のアプローチが期待される。

 

【研究概要】

　脳機能を理解するためには、多数のニューロンタイプによって構成される神経回路がどのようにして行動生理学的にその機能を制御するかを明らかにする必要がある。これまでに開発してきた高頻度な逆行性遺伝子導入するベクター技術 (Kato et al, J. Neuosci. 2011; Hum. Gene Ther. 2011a,b; J. Nuerosci. Methods 2014)をさらに発展させるため、京都大学霊長類研究所の高田昌彦教授らのグループと共に、融合糖タンパク質E型 (FuG-E) の特定部位に様々なアミノ酸の点変異を導入した変異体を持つベクターの逆行性遺伝子導入効率を比較解析した。その結果、FuG-Eの440番目のアミノ酸をプロリンからグルタミン酸に置換した変異体FuG-E (P440E)が、マウスおよびマーモセットの脳内において従来型ベクターにより高い遺伝子導入性能を示すことを発見した。今後、解剖学的な神経ネットワーク研究への利用や分子遺伝学と組み合わせた脳機能マッピングへの発展が望まれるだけでなく、パーキンソン病をはじめとする難治性の神経変性疾患への遺伝子治療法としてのアプローチが期待される。