2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigating mechanisms of axial elongation control by non-visual opsin
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21H03096
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
坪田 一男 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 名誉教授 (40163878)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
栗原 俊英 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50365342)
鳥居 秀成 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50445326)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 近視 / 非視覚オプシン / 眼軸長 / OPN5 / バイオレットライト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近視誘導マウスモデルを用いて網膜神経節細胞局在の非視覚光受容体OPN5が360nm～400 nmの可視光のバイオレットライト（VL）を受容することにより、脈絡膜の厚さを保持することで近視進行を抑制することを解明した。また、VLの近視進行抑制する照射時間帯についても同定することができた。網膜神経細胞特異的にOpn5遺伝子を欠損させた遺伝子改変マウス（OPN5 ノックアウトマウス）を作成し、VLによる近視進行抑制効果が消失したことを検証した。そして、OPN5 によるVL照射が脈絡膜厚を制御した結果から脈絡膜厚の変化が眼軸長伸長（近視進行）に影響を与えることを示唆した。
OPN5 は視覚に寄与せず、網膜局所の概日リズムや眼内の血管発生、深部体温の調節などに関与していることに加え、本研究によって脈絡膜の厚さを保持し、近視抑制機能を持つことを確認した。
また、日本の6歳から12歳までの子供を対象とした2年間の二重盲検ランダム化臨床試験からVLを伝達しない従来の眼鏡（プラセボ眼鏡）よりVLを透過する眼鏡をかけたことで眼軸長の伸長を21.4％抑制した結果が得られた。プラセボ群とVL群の屋外時間に有意差はなかったことから近視の進行が眼鏡を透過するVLに眼軸長伸長抑制効果があることを示唆している。
本研究の成果からVLの作用機序と非視覚光受容体OPN5の生体機能を解明し、近視予防・治療戦略に抜本的な改善策を提示したといえる。引き続き、OPN5のVL受容とシグナル伝達の分子メカニズムや活性・制御ペプチドなどの探索を行い、非視覚光受容体による近視抑制、眼軸長伸長抑制機構を解明する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
網膜神経節細胞のOPN5によるVLの受容、それによる脈絡膜厚の維持と眼軸長の伸長抑制といった近視進行抑制の機序を解明した成果から当初の研究計画から順調に進展しているといえる。さらに、日本の児童を対象とする臨床試験においてもVLを透過する眼鏡を用いてVLの眼軸長の伸長を抑制する結果を得られた。これらの研究成果を基に、引き続き非視覚光受容体による近視抑制効果を解明する。
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| Strategy for Future Research Activity |
OPN5のVL受容による脈絡膜厚の維持に関する詳細なメカニズムは未だに不明である。そのため、網羅的遺伝子発現解析を行い、OPN5下流の細胞・組織レベルでの病態機序を解明する。本研究により網膜のOPN5が受容したVLが眼組織外側の強膜による組織リモデリングによって眼軸長の伸長を抑制する生体内の全体プロセスを理解することが期待できる。
そして、VL以外のOPN5を活性化、もしくは制御するリガンドをルシフェラーゼアッセイを用いて化合物ライブラリから探索する。OPN5下流伝達分子メガニズムや活性・制御リガンドの探索によって、VLのみならず、さらなる近視予防、治療剤、サプリメントの開発にもつながると期待する。
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[Journal Article] Efficacy and safety of 0.01% atropine for prevention of childhood myopia in a 2-year randomized placebo-controlled study2021
Author(s)
Hieda 0, Hiraoka T, Fujikado T, lshiko S, Hasebe S, Torii H, Takahashi H, Nakamura Y, Sotozono C, Oshika T, Morimoto T, Nishida K, Nishikawa N, Song YS, Tokutake T, Nishi Y, Shigeno Y, Kurihara T, Negishi K, Tsubota K, Ono M, Nakai T, Tan D, Tanaka S, Kinoshita S
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Journal Title
Japanese Journal of Ophthalmology
Volume: 65
Pages: 315～325
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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