大人の脳の視力回復能力について、目からウロコの新発見(Eye-opening discovery about adult brain’s ability to recover vision)

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成人の脳が遺伝性失明から部分的に回復する可能性を実証。 UCI team demonstrates the adult brain has the potential to partially recover from inherited blindness

2022-10-05 カリフォルニア大学校アーバイン校(UCI)

レーバー先天性黒内障(LCA)は、出生時に重度の視覚障害を示す遺伝性網膜疾患の一群を指す。この疾患は、20数種類の遺伝子のいずれかに変異があることが原因で、網膜の光受容体に変性や機能不全が生じる。
合成レチノイドと呼ばれる網膜を標的とする化学物質を投与すると、LCAの子どもたちの視力を大幅に回復させることができる。
LCAのげっ歯類モデルを用いて研究した結果、成体では、中枢の視覚経路の信号伝達が著しく回復しており、特に両目からの情報を処理する回路が回復していた。
治療後すぐに、マウスで優位な経路である反対側の目から来る信号が、脳のニューロンを2倍も活性化した。治療後、同じ側の目の経路から来る信号が、脳内のニューロンを5倍も活性化し、この効果が長く続いた。
この治療法が成人期の中心的な視覚経路にこれほど有効であるという事実は、視力の潜在的な可能性があり、それが引き出されるのを待っているという新しい概念を裏付けるものである。

<関連情報>

レチノイド療法は網膜変性成体マウスの眼球特異的な皮質反応を回復させる Retinoid therapy restores eye-specific cortical responses in adult mice with retinal degeneration

Carey Y.L.Huh,Henri Leinonen,Taylor Nakayama,Julia R.Tomasello,Jianye Zhang,Jack Zeitoun,John P.Peach,Maximilian Halabi,Jianying Z.Kiser,Krzysztof Palczewski,Philip D.Kiser,Sunil P.Gandhi
Current Biology  Published: September 23, 2022

Highlights

•A synthetic retinoid was administered to an adult mouse model of retinal degeneration
•Retinoid treatment partially restored retinal light sensitivity and optomotor response
•Retinoid restored eye-specific responses in V1 via ipsilateral-eye signal enhancement
•Retinoid treatment restored arousal-mediated V1 modulation

Summary

Despite the recent emergence of multiple cellular and molecular strategies to restore vision in retinal disorders, it remains unclear to what extent central visual circuits can recover when retinal defects are corrected in adulthood. We addressed this question in an Lrat-/- mouse model of Leber congenital amaurosis (LCA) in which retinal light sensitivity and optomotor responses are partially restored by 9-cis-retinyl acetate administration in adulthood. Following treatment, two-photon calcium imaging revealed increases in the number and response amplitude of visually responsive neurons in the primary visual cortex (V1). In particular, retinoid treatment enhanced responses from the ipsilateral eye, restoring the normal balance of eye-specific responses in V1. Additionally, the treatment rescued the modulation of cortical responses by arousal. These findings illustrate the significant plasticity of the adult central visual system and underscore the therapeutic potential of retinoid administration for adults with retinal diseases.

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