網膜視細胞発生に関わる分子の網羅的解析

我々は網膜の発生の中でも、網膜視細胞の発生機構の解明を目指している。我々は以前、視細胞の運命決定の鍵をにぎる因子がOtx2であることを明らかにした。我々はOtx2 CKOマウスの網膜(視細胞がまったく形成されない)と正常の網膜の遺伝子発現をマイクロアレイによって発現比較解析し、視細胞の分化、視細胞の形態形成、シナプス形成ならびに機能に重要な遺伝子群をまとめて同定し、視細胞発生のメカニズムの解明を目指している。今年度までの研究から、実際我々は生後12日目、1日目、胎生17.5日目でのマイクロアレイを行い、281遺伝子がOtx2ノックアウト網膜において有意義に低下していることを見いだした。その中の一つ、視細胞特異的な発現を示し、ラミニンドメインを持つ細胞外マトリックス蛋白質をコードする新規遺伝子pikachurinについて、ノックアウトマウス(KO)を作成し生体レベルでの機能解析を行った。Pikachurinは視細胞リボンシナプスのアクティブゾーンに局在し、KOマウスでは双極細胞樹状突起のリボンシナプスへの陥入が有意に減少していた。網膜電位図では、優位な遅延が認められ、シナプス伝達の遅れが観察された。これらの結果からpikachurinは視細胞-双極細胞の特異的シナプス形成に重要な役割を果たす細胞外マトリックスタンパク質であることが示された。さらに、我々はpikachurin KOの網膜電位図が筋ジストロフィー患者の示す網膜の電気生理学的異常と似ていることから、pikachurinとDystroglycanとの相互作用について検討した。実際、我々はpikachurinのラミニンドメインがalpha-Dystroglycanと糖鎖部分で結合することを見出した、つまりpikachruinはDystroglycanの新たなリガンドであることを示した。これらの結果から、我々はpikachurinとalpha-Dystroglycanの結合が網膜における精密なシナプス形成に重要であることが明らかとなり、さらに筋ジストロフィー患者の網膜生理異常の分子メカニズムの一端も解明された。現在、これらの結果についての論文投稿中である。

我々は網膜の発生の中でも、網膜視細胞の発生機構の解明を目指している。我々は以前、視細胞の運命決定の鍵をにぎる因子がOtx2であることを明らかにした。我々はOtx2 CKOマウスの網膜(視細胞がまったく形成されない)と正常の網膜の遺伝子発現をマイクロアレイによって発現比較解析し、視細胞の分化、視細胞の形態形成、シナプス形成ならびに機能に重要な遺伝子群をまとめて同定し、視細胞発生のメカニズムの解明を目指している。今年度までの研究から、実際我々は生後12日目、1日目、胎生17.5日目でのマイクロアレイを行い、281遺伝子がOtx2ノックアウト網膜において有意義に低下していることを見いだした。その中の一つ、視細胞特異的な発現を示し、ラミニンドメインを持つ細胞外マトリックス蛋白質をコードする新規遺伝子pikachurinについて、ノックアウトマウス(KO)を作成し生体レベルでの機能解析を行った。Pikachurinは視細胞リボンシナプスのアクティブゾーンに局在し、KOマウスでは双極細胞樹状突起のリボンシナプスへの陥入が有意に減少していた。網膜電位図では、優位な遅延が認められ、シナプス伝達の遅れが観察された。これらの結果からpikachurinは視細胞-双極細胞の特異的シナプス形成に重要な役割を果たす細胞外マトリックスタンパク質であることが示された。さらに、我々はpikachurin KOの網膜電位図が筋ジストロフィー患者の示す網膜の電気生理学的異常と似ていることから、pikachurinとDystroglycanとの相互作用について検討した。実際、我々はpikachurinのラミニンドメインがalpha-Dystroglycanと糖鎖部分で結合することを見出した、つまりpikachruinはDystroglycanの新たなリガンドであることを示した。これらの結果から、我々はpikachurinとalpha-Dystroglycanの結合が網膜における精密なシナプス形成に重要であることが明らかとなり、さらに筋ジストロフィー患者の網膜生理異常の分子メカニズムの一端も解明された。現在、これらの結果についての論文投稿中である。