シンシナティ小児病院医療センターの研究チームによって、眼の中で血管の発達を調節する光依存性分子パスウェイが発見された。未熟児網膜症（ROP：retinopathy of prematurity）と近視（近視眼症）の未熟児を救うために光線療法を使うことが可能になるかもしれないことを示唆している。
2019年4月1日にNature Cell Biologのオンラインで発表されたこの論文のタイトルは「オプシン5-ドーパミン パスウェイが眼の光依存性血管発達を媒介する（An Opsin 5–Dopamine Pathway Mediates Light-Dependent Vascular Development in the Eye.）」と題されている。
オプシン5-ドーパミン パスウェイと呼ばれる新しい分子プロセスは、目の血管発達が視覚機能のために準備を行い、適切なバランスをとるプロセスを助けている。医学的に脆弱な未熟児ではこのプロセスのバランスが崩れることがある。研究者たちは、しばしば起こり得る未熟児網膜症（ROP）および近視として知られる眼疾患を予防または治療する方法を探していた。近視は世界中の成人で珍しくない。
シンシナティ小児病院医療センターのビジュアルシステムズグループディレクター、Richard A. Lang博士は、次のように述べている。「オプシン5-ドーパミン パスウェイはおそらく近視のような病気の光依存性疾患プロセスの一部であることが示唆された。これは、未熟児が生まれた後や近視の人の未熟児網膜症のような状態を治療するために、光線照射が有効かもしれないことを示唆している。」
この新しい研究は、シンシナティのLang博士のチームによって導かれ、米国とチェコ共和国の研究機関の共同研究成果だ。研究者らは、出生後のマウスにおける眼の発生とオプシン5-ドーパミン パスウェイの影響を研究するために様々な科学的方法を用いた。 Lang博士は、オプシン5は種進化の連鎖において高度に保存されており、データのヒトへの潜在的な関連性は高いと述べた。
バランスのとれた発達への回帰
マウスの出生後の眼の発達中、マウスが高い視力を発達させるために必要な正確なタイミングの過程で、ヒアルロイド血管の胚性ネットワークは退行する。
研究者らは、マウスのモデルで、発達中の出生後の眼が、オプチン5（網膜内の特別な光受容細胞で発現されるタンパク質）によって制御される網膜内の光応答に依存することを実証した。オプシン5と血管の退行を促進する神経伝達物質ドーパミンは、目のバランスのとれた血管発達を調節するために一斉に働く。
オプシン5のバランスの取れた影響無しで何が起こるかを示すため、研究者らは網膜でオプシン5タンパク質を発現しない遺伝子組み換えマウスを研究した。オプシン5の欠損は、目の中の透明でゲル状の物質である硝子体内のドーパミンの量を増加させた。 これは、まだ発達している眼の中の硝子体血管を非常に早く後退させ、正常な眼の発達を妨げた。
問題に光を放つ
光刺激の影響をテストするため、研究者はオプシン5を介してシグナリングを活性化するために380ナノメートルの紫色の光を使用した。これは目のドーパミンレベルを減らし、適切にバランスのとれた血管発達に必要な適切なタイミング合図を回復するのを助けた。
以前の研究では、紫色の光とドーパミンが目の発達の重要な調節因子であるかもしれないことを示唆していた。 そして今回の研究での発見は臨床的にヒトに関連付けるための追加研究を必要とするが、このデータはオプシン5-ドーパミン パスウェイにおけるバランスのとれた協調が赤ちゃんマウス、そしておそらく人間の赤ちゃんの健康な眼の発達にとって重要であることを示している。
この新研究の筆頭著者は、最近までラング研究所のリサーチアソシエイトであったMinh-Thanh T. Nguyen博士である。共同研究機関には、シアトルにあるワシントン大学医学部、チェコ共和国の分子遺伝学研究所および科学アカデミー、クリーブランドクリニック、エモリー大学医学部そしてシンシナティ医科大学が含まれている。
画像
この顕微鏡画像は、新生児マウスの眼の網膜神経節神経線維にある感光性オプシンタンパク質を示しており、発達中の新生児眼におけるオプシンタンパク質（OPN4やOPN5など）の役割と重要性を特定するのに役立つ。 研究者たちは、未熟児の未熟児網膜症や近視の状態などの眼疾患を予防または治療する可能性のある光線療法を探している。 (Credit: Cincinnati Children's).
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