網膜変性におけるオートファジーの役割の解析

• 研究課題/領域番号: 23K09014
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分56060:眼科学関連
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 橋爪 公平 岩手医科大学, 医学部, 特任准教授 (50407095)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: オートファジー / 網膜剥離 / 増殖硝子体網膜症 / 網膜変性 / 加齢性眼疾患 / 網膜色素上皮細胞 / 加齢黄斑変性

研究開始時の研究の概要

生体が活動すると老廃物が発生するが、処理しきれずに溜まると細胞の活動が低下する。オートファジーは細胞内を浄化するシステムで、細胞のメンテナンスを担っている。オートファジーは加齢により低下するが、オートファジーの低下が 老廃物の蓄積を招き、加齢性疾患を引き起こす。 本研究では組織特異的にオートファジーをノックアウトされたマウスを用いて、網膜の老化（加齢黄斑変性の発症）におけるオートファジーの役割を明らかにすることを目的とする。

研究実績の概要

生体が活動すると老廃物が発生するが、処理しきれずに溜まると細胞の活動が低下する。オートファジーは細胞内を浄化するシステムで、細胞のメンテナンスを担っている。オートファジーは加齢により低下するが、オートファジーの低下が 老廃物の蓄積を招き、加齢性疾患を引き起こす。 本研究では組織特異的にオートファジーをノックアウトされたマウスを用いて、網膜の老化（加齢黄斑変性の発症）におけるオートファジーの役割を明らかにすることを目的とする。組織特異的ノックアウトマウスの網膜色素上皮でのオートファジー抑制は50％前後と推測され、表現型が出づらいと推測される。従って、次年度に光負荷実験を行う予定である。
一方、オートファジーはその作用により生体分子のアミノ酸などの基本構成単位を確保し、新たな細胞成分を作り出すことができる、従ってオートファジーは生存を促進するプロセスと言える。眼内で病的に細胞が増殖する疾患のひとつに増殖硝子体網膜症がある。これは網膜剥離の重症型で、増殖膜により網膜が牽引され網膜の復位を妨げる。この動物モデルを作成するため、水晶体と硝子体を除去し、網膜剥離や増殖変化を起こせる空間を確保した状態で、YAGレーザーで網膜裂孔を作成した。その結果、処置の2週間後には網膜剥離と軽度の増殖膜の存在を組織切片で確認することが出来た。次年度では、ノックアウトマウスで増殖膜が抑制されているかを調べる予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

令和5年度は増殖硝子体網膜症のモデル作成を行った。マウスは水晶体が大きく、逆に硝子体腔が狭いために、網膜剥離やそれに伴う増殖変化を起こす空間が狭い。通常機械的にあるいはレーザーで網膜裂孔を起こすだけでは網膜剥離は拡がっていかず、ダイナミックな変化が起こしづらい。そこで年度の後半になり、水晶体と硝子体をある程度除去することにより、その空間を確保するように、実験の方向を転換した。それには硝子体手術のマシンが必要で、その購入や納入に時間を要してしまった。
年度の終盤になり、実験が思惑通り進捗できるようになり、挽回できた。

今後の研究の推進方策

オートファジーの組織特異的ノックアウトマウスにおける、網膜色素上皮での抑制は50％前後と推測され、表現型が出づらい。従って、令和6年度に光負荷実験を行う予定である。光負荷により網膜色素上皮細胞にはdepositが強制的にに蓄積されるため、その処理能力が低下していれば細胞死などの変化が現れると推測できる。
令和5年度に作成した、マウスの水晶体と硝子体を除去し、空間を確保した状態での、YAGレーザーで、網膜裂孔、網膜剥離、増殖膜を起こすをモデルを用いた実験も行う。増殖変化においては、オートファジーが抑制有れた状態では細胞活性が低く起こりづらいと推測される。従って、令和6年度では、ノックアウトマウスでワイルドタイプと比べて増殖膜が抑制されているかを調べる予定である。