非視覚型オプシンを介したバイオレットライトによる網膜血管制御機構の解明

• Project/Area Number: 23K09032
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56060:Ophthalmology-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 長田 秀斗 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任助教 (50748770)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 血管新生 / バイオレットライト / 網膜

Outline of Research at the Start

太陽光に含まれる波長380nmのバイオレットライト(Violet Light: VL)は非視覚光受容体であるOpn5によって受容され、シグナルとして広範囲の組織に影響を及ぼす。近年VLがOpn5を介して網膜血管に対して影響を及ぼすことが報告された。本研究ではVLによる血管新生制御の機構を詳細に検討する。さらに網膜色素上皮における脂質代謝へのVL寄与とその機能の詳細を明らかにし、脈絡膜血管新生に対するVLの影響を示す。以上より、Opn5によって非視覚受容されたVLがいかにして脈絡膜局所の血管形成に対する制御を行うかを明らかにし、VLによる脈絡膜血管新生由来疾患の新規治療法の確立を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

太陽光に含まれる波長380nmのバイオレットライトは非視覚光受容体であるOpn5によって受容され、シグナルとして広範囲の組織に影響を及ぼす。脈絡膜血管新生は多くの網膜疾患発症に重要であるが、近年バイオレットライトがOpn5を介して網膜血管に対して影響を及ぼすことが報告された。脈絡膜の菲薄化を呈するマウスに対してバイオレットライトを照射することで脈絡膜の肥厚が起こることが示されている。本研究ではまず上記のマウスにおける血管動態の変化に対するバイオレットライトの寄与を遺伝子発現変化などから詳細に検討する。また、レーザー誘導性脈絡膜血管新生モデルマウスを用い、血管新生におけるバイオレットライトの寄与を検討し、そのメカニズムを解析する。その後網膜特異的Opn5欠損マウスを用い、脈絡膜肥厚モデルや脈絡膜血管新生モデルを作成する。その際バイオレットライトを照射し、その効果や作用機序を検討することでバイオレットライトによるOpn5を介した血管新生制御の機構を明らかにする。さらに網膜色素上皮における脂質代謝へのバイオレットライト寄与とその機能の詳細を明らかにし、脈絡膜血管新生に対するバイオレットライトの影響を示す。以上より、本研究ではOpn5によって非視覚受容されたバイオレットライトがいかにしてシグナルとして機能し、脈絡膜局所の血管形成に対する制御を行うかを明らかにし、バイオレットライトによる脈絡膜血管新生由来疾患の新規治療法の確立を目指す。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年度は当初の計画通り、バイオレットライトの照射条件を検討し、レーザー誘導性血管新生に対する照射プロトコルの最適化の条件検討を実施した。有効性を示すデータは得られてきているものの、継続して条件の最適は実施する予定である。また、脈絡膜厚評価のための実験系の構築を行った。OCTによる解析と種々の固定による組織切片による解析から、脈絡膜厚評価に最適な方法を検討した。得られたプロトコルは今後の解析に実施する予定である。また、メカニズム同定のために培養網膜色素上皮細胞を用いたin vitroによる遺伝子発現解析を実施した。

Strategy for Future Research Activity

バイオレットライトによる血管制御メカニズムの詳細を検討するために、バイオレットライト照射時の脈絡膜における遺伝子発現解析を実施する予定である。また、このデータをもとに、網膜特異的Opn5ノックアウトマウスによるバイオレットライト照射時の血管動態の表現型解析を行うとともに、血管の遺伝子発現解析を行い、バイオレットライトがOpn5を介して血管動態制御に寄与している可能性を検討する。また、培養網膜色素上皮細胞を用い、網膜色素上皮に対するバイオレットライトの影響を遺伝子発現解析、リピドミクス解析により検討する。