マウスとゼブラフィッシュを用いた水晶体オルガネラ分解機構の解明

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これまでにマウス水晶体においてオートファジーは加齢性白内障の発症抑制に必須であることを明らかにしてきた。しかし、生体内の水晶体におけるオートファジー活性の程度についてはほとんど不明であった。そこで本研究ではまずin vivoでのオートファジー活性測定が可能なGFP-LC3-RFP-LC3ΔGプローブを開発した。本プローブは細胞内で合成されると内在性ATG4によってただちに切断され、GFP-LC3とRFP-LC3ΔGを等モル量産生する。GFP-LC3はオートファジーの基質として分解される一方、オートファゴソームに取り込まれないRFP-LC3ΔGは内部標準として使用できるため、GFP/RFP比をオートファジー活性の指標とすることができる。本プローブを発現するゼブラフィッシュを作製し生きた状態でGFPとRFPのシグナルを解析した結果、ゼブラフィッシュ胚の水晶体では網膜などの他の組織よりも高いオートファジー活性を示すことを明らかにした。さらに水晶体細胞の最終分化過程で起こる全オルガネラ分解のメカニズムを解明するため、複数のオートファジー必須因子を欠損させたマウスおよびゼブラフィッシュを作製した結果、これらの全オルガネラ分解はオートファジー必須因子に必須でないことを明らかにした。このオートファゴソームを介するオートファジーに依存しない新規オルガネラ分解機構の候補として、リソソーム系の関与が示唆されたため、いくつかの候補因子のノックアウトゼブラフィッシュおよびマウスを作製し、解析を進めている。