核融合エンベロープ糖タンパク質の接合部を最適化することにより、ニューロン特異的逆行性遺伝子導入のためのレンチウイルスベクターの形質導入効率の改善

背景：ニューロン特異的逆行性遺伝子導入（ニューレット）のベクターは、ヒト免疫不全ウイルス1型（HIV-1）ベクターの偽型であり、融合糖タンパク質C（FUG-C）を備えたベクターは、腫瘍型の葉状麻痺性亜亜菌菌の亜亜鉛膜領域のN末端領域で構成されています。細胞外ドメインと小胞口炎ウイルス糖タンパク質（VSVG）の膜貫通/細胞質ドメイン。ニューレットベクターは、逆行性の軸索輸送を介した高効率の遺伝子導入を示し、注射部位の周りに選択的にニューロン細胞を輸送します。 新しい方法：膜型近位領域の融合糖タンパク質におけるRVGおよびVSVGセグメントの接合部を最適化することにより、ニューレットベクターの逆行性遺伝子導入の効率を改善することを目指しました。 結果：さまざまな種類の融合糖タンパク質を産生しました。そこでは、2つの糖タンパク質セグメントの接合部が膜型近位領域で分岐し、HIV-1ベースのベクターの偽型の擬似タイピングに使用して、海外炎症後のin vivo遺伝子移動効率を評価しました。E型（FUG-E）と呼ばれる新しいタイプの融合糖タンパク質が、逆行性遺伝子送達の効率の向上をもたらし、注入部位を囲むニューロン固有の形質導入を示すものを見つけました。 既存の方法との比較：FUG-Eで偽型と型に渡されたニューレットベクターは、FUG-Cとの元のベクターと比較して、異なる神経経路への逆行性遺伝子転移の改善された効率を示しました。 結論：FUG-Eを備えたベクターシステムは、神経学的および神経変性疾患の遺伝子治療試験と、さまざまな脳機能の根底にある神経ネットワークのメカニズムの研究のための強力なツールを提供します。

BACKGROUND: The vector for neuron-specific retrograde gene transfer (NeuRet) is a pseudotype of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1)-based vector with fusion glycoprotein type C (FuG-C), which consists of the N-terminal region of the extracellular domain of rabies virus glycoprotein (RVG) and the membrane-proximal region of the extracellular domain and the transmembrane/cytoplasmic domains of vesicular stomatitis virus glycoprotein (VSVG). The NeuRet vector shows a high efficiency of gene transfer through retrograde axonal transport and transduces selectively neuronal cells around the injection site. NEW METHOD: We aimed to improve the efficiency of retrograde gene transfer of the NeuRet vector by optimizing the junction of RVG and VSVG segments in fusion glycoproteins in their membrane-proximal region. RESULTS: We produced various types of fusion glycoproteins, in which the junction of the two glycoprotein segments diverged in the membrane-proximal region and used for pseudotyping of HIV-1-based vector to evaluate the in vivo gene transfer efficiency after intrastriatal injection. We found a novel type of fusion glycoprotein termed type E (FuG-E) that yielded enhanced efficiency of retrograde gene delivery, showing neuron-specific transduction surrounding the injection site. COMPARISON WITH EXISTING METHODS: The NeuRet vector pseudotyped with FuG-E displayed the improved efficiency of retrograde gene transfer into different neural pathways compared with the original vector pseudotyped with FuG-C. CONCLUSIONS: Our vector system with FuG-E provides a powerful tool for gene therapeutic trials of neurological and neurodegenerative diseases and for the study of the mechanisms of neural networks underlying various brain functions.