[发明专利]利用CHRIMSON来进行光遗传视觉恢复

说明书

本发明公开了(包括但不限于)用于重新激活哺乳动物视网膜神经节细胞的方法，包括施用有效量的蛋白或核酸形态的通道视紫红质(channelrhodopsin)(如ChrimsonR)或有效量的蛋白或核酸形态的与荧光蛋白融合的此类通道视紫红质(如ChrimsonR)或其组合物。所述方法可以包括低于辐射安全极限的光刺激水平诱导RGC应答。所述方法可以包括通过腺相关病毒载体给药。所述方法可以包括使用CAG启动子。所述方法可以导致长期表达有效量的通道视紫红质(如ChrimsonR蛋白)。

相关申请交叉引用

本申请针对2016年4月29日提交的第62/329，692号美国临时申请主张优先权，以引用方式将该在先申请的内容全部纳入本申请。

序列表

本申请包含序列表，该序列表以ASCII格式电子提交并以引用方式被全部纳入本申请。所述ASCII格式的文件副本于2017年4月28日创建，命名为12295_0006-00304.txt，大小为31字节。

技术领域

本发明提供了(包括但不限于)用于改变跨膜电导、细胞活性和细胞功能的组合物和方法，并涉及外源光激活离子通道在细胞和目标主体中的用途。具体而言，根据本发明的具体实施方式一方面涉及用于重新激活哺乳动物视网膜神经元细胞(RGC)的方法，所述方法包括对哺乳动物施用有效量的Chrimson多肽。在一些具体实施方式中，所述方法可包括低于辐射安全界限的光刺激水平诱导RGC应答。在一些具体实施方式中，所述Chrimson多肽与荧光蛋白融合。在一些具体实施方式中，所述荧光蛋白为tdTomato(tdT)或绿色荧光蛋白(GFP)。

背景技术

视网膜由光感受器组成，光感受器是高度特化的神经元，其通过光转导负责视网膜的光敏性，光转导是指光转换为在视觉系统内传播一连串事件的电信号和化学信号，最终生成世界的图像。在脊椎动物的视网膜中，光转导是通过激活光敏受体蛋白视紫红质来开始的。

光感受器缺失或退化，例如视网膜色素变性(RP)或黄斑变性(MD)，即使没有完全抑制，也会严重的降低视网膜内视觉信息的光转导。光感受器细胞的缺失和/或光感受器细胞功能的缺失是视敏度下降、光敏性下降和失明的主要原因。

现在有数种专门用于视网膜退化疾病的疗法在研发中，包括基因疗法、干细胞疗法、光遗传学和视网膜假体(Scholl等，2016年，《Science Translational Medicine》，8(368)，368第6次修订)。

举例而言，有人提议通过被称为光遗传学的基因和神经工程学技术来控制规定数量的神经元的活动同时不影响大脑中的其它神经元来恢复目标主体视网膜的光敏性。与试图替换或修复有缺陷的基因或通过修正蛋白缺失或功能障碍来绕过基因缺陷的传统基因疗法相反，用光遗传学方法进行治疗可被用于赋予视网膜中通常对光不敏感的细胞对光进行应答的能力，从而为患者恢复有用视力。与向双极或神经节细胞提供细胞外电刺激的视网膜芯片移植物不同，基于光遗传学的疗法从细胞内部刺激细胞。

光遗传学(Deisseroth，《Nat Methods》8(1):26-9，2011)是指遗传学和光学组合来控制生物体组织中特定细胞内的充分定义事件。光遗传学涉及将光敏感通道导入细胞，所述光敏感通道允许以毫秒精度来操纵神经活动，同时通过特定靶向机制来保持细胞类型分辨率(cell-type resolution)。它包括发现赋予光应答性的基因并将该基因插入细胞。它还包括用于将光送入复杂如哺乳动物的有机体，将光敏性靶向感兴趣的细胞，以及对该光学控制的特定输出结果或效果进行评估的相关技术。