1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Доклады Российской академии наук. Науки о жизни
  4. T. 510, № 1, 2023

Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2023, T. 510, № 1, стр. 297-302

НЕСЕЛЕКТИВНАЯ ЭКСПРЕССИЯ КОРОТКОВОЛНОВОГО КОЛБОЧКОВОГО ОПСИНА УЛУЧШАЕТ ОБУЧЕНИЕ МЫШЕЙ С ДЕГЕНЕРАЦИЕЙ СЕТЧАТКИ В ЗАДАЧЕ С ВОСПРИЯТИЕМ ЗРИТЕЛЬНЫХ СТИМУЛОВ

О. С. Иджилова 1, 2, Д. Е. Колотова 1, 2, Г. Р. Смирнова 1, 2, А. Абонакур 1, 3, Д. А. Долгих 2, 4, 5, Л. Е. Петровская 4, академик РАН М. П. Кирпичников 4, 5, академик РАН М. А. Островский 2, 5, А. Ю. Малышев 1, *

1 Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук
Москва, Россия

2 Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук
Москва, Россия

3 Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
Долгопрудный, Московская область, Россия

4 Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук
Москва, Россия

5 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Москва, Россия

* E-mail: malyshev@ihna.ru

Поступила в редакцию 16.11.2022
После доработки 20.01.2023
Принята к публикации 21.01.2023

Аннотация

Работа посвящена исследованию возможности использования нетаргетированной экспрессии животного опсина в различных нейрональных элементах дегенеративной сетчатки для восстановления нарушенной зрительной функции. В ходе исследования нокаутным мышам, являющимся моделью дегенеративных заболеваний сетчатки, была произведена интравитреальная инъекция суспензии вирусных частиц, несущих ген коротковолнового колбочкового опсина, связанного с репортерным флуоресцентным белком, или контрольных вирусов, несущих модифицированный флуоресцентный белок с повышенной тропностью к мембране. Было показано, что вирусная трансдукция вызывает выраженную экспрессию опсина в ганглиозных, биполярных и горизонтальных нейронах сетчатки. Поведенческие тестирования инъецированных мышей, проведенные в трапециевидном водном лабиринте Морриса, показали частичное восстановление возможности обучения в задаче с восприятием зрительных стимулов у животных, сетчатка которых была трансдуцирована колбочковым опсином.

Ключевые слова: оптогенетическое протезирование, дегенерация сетчатки, аденоассоциированные вирусы, опсин колбочек

Список литературы

  1. Островский М.А., Кирпичников М.П. Перспективы оптогенетического протезирования дегенеративной сетчатки глаза // Биохимия, 2019. Т. 84. № 5. С. 634–647.

  2. Sahel J., Marazova K., Audo I. Clinical characteristics and current therapies for inherited retinal degenerations // Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 2014. V. 5. № 2. P. a017111.

  3. Bi A., Cui J., Ma Y., et al. Ectopic expression of a microbial-type rhodopsin restores visual responses in mice with photoreceptor degeneration // Neuron, 2006. V. 50. № 1. P. 23–33.

  4. Tomita H., Sugano E., Yawo H., et al. Restoration of visual response in aged dystrophic RCS rats using AAV-mediated channelopsin-2 gene transfer // Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2007. V. 48. № 8. P. 3821–3826.

  5. Doroudchi M., Greenberg K., Liu J., et al. Virally delivered channelrhodopsin-2 safely and effectively restores visual function in multiple mouse models of blindness // Molecular Therapy, 2011. V. 19. № 7. P. 1220–1229.

  6. Prosseda P., Tran M., Kowal T., et al. Advances in Ophthalmic Optogenetics: Approaches and Applications // Biomolecules, 2022. V. 12. № 2. P. 269.

  7. Sahel J., Boulanger-Scemama E., Pagot C., et al. Partial recovery of visual function in a blind patient after optogenetic therapy // Nature Medicine, 2021. V. 27. P. 1223–1229.

  8. Lin B., Koizumi A., Tanaka N., et al. Restoration of visual function in retinal degeneration mice by ectopic expression of melanopsin // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2008. V. 105. № 41. P. 16009–16014.

  9. Berry M., Holt A., Salari A., et al. Restoration of high-sensitivity and adapting vision with a cone opsin // Nature Communications, 2019. V. 10. P. 1221.

  10. Cehajic-Kapetanovic J., Eleftheriou C., Allen A., et al. Restoration of Vision with Ectopic Expression of Human Rod Opsin // Current Biology, 2015. V. 25. № 16. P. 2111–2122.

  11. Ермолаева М.Э., Ротов А.Ю., Сопова Ю.В., и др. Механизмы дегенерации сетчатки при пигментном ретините – роль ответа на несвернутый белок. В сб.: Рецепторы и внутриклеточная сигнализация. Под редакцией А.В. Бережнова, В.П. Зинченко. Пущино: ФГБУН ФИЦ “Пущинский научный центр биологических исследований РАН”, 2021. С. 525–530.

  12. Bowes C., Li T., Danciger M., et al. Retinal degeneration in the rd mouse is caused by a defect in the beta subunit of rod cGMP-phosphodiesterase // Nature, 1990. V. 347. P. 677–680.

  13. Nishiguchi K., Carvalho L., Rizzi M., et al. Gene therapy restores vision in rd1 mice after removal of a confounding mutation in Gpr179 // Nature Communications, 2015. V. 6. № 1. P. 1–10.

  14. Prusky G., West P., Douglas R. Behavioral assessment of visual acuity in mice and rats // Vision Research, 2000. V. 40. № 16. P. 2201–2209.

  15. Gradinaru V., Zhang F., Ramakrishnan C., et al. Molecular and cellular approaches for diversifying and extending optogenetics // Cell, 2010. V. 141. №1. P. 154–165.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Доклады Российской академии наук. Науки о жизни

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал