水晶体線維細胞分化を誘導するFGFリガンドの探索

水晶体発達は、網膜から分泌される線維芽細胞増殖因子(FGF)によって制御されると考えられているが、水晶体発生に重要なリガンド種の特定には至っていない。本研究では、ゼブラフィッシュの水晶体をモデルに水晶体発生を制御するFGFのリガンド種および機能の解明を目的とした。本研究ではまず、ゼブラフィッシュ胚をFGFシグナル伝達阻害剤（SU5402）処理することで、水晶体発生過程におけるFGFの作用点と機能について調べた。その結果、水晶体板の形成開始から水晶体原基が完成するまでの発生初期段階において、FGFは水晶体原基細胞の増殖を制御する一方、水晶体の基本構造完成以降の発生後期では水晶体線維細胞への分化を制御することが示唆された。続いて、水晶体発生に重要なFGFリガンド種を特定するために、23種のゼブラフィッシュFgf遺伝子発現プロファイリングを行った結果、Fgf3が水晶体発生初期において水晶体板直下の網膜細胞において発現していた。また、水晶体発生後期において水晶体赤道面に隣接する網膜神経節細胞においてFgf8aの発現が認められた。Morpholino antisense oligoによるFgf3およびFgf8aのノックダウンを行ったところ、Fgf3 morphantでは水晶体発生初期において水晶体板から水晶体原基の細胞増殖率の低下と細胞死の増加が観察された。一方、Fgf8a morphantでは、水晶体発生後期において赤道特異的な線維細胞分化が抑制されることが観察された。以上の結果から、Fgf3およびFgf8aが水晶体発生の異なるタイミングで増殖と線維細胞分化を制御することが示唆された。

水晶体発達は、網膜から分泌される線維芽細胞増殖因子(FGF)によって制御されると考えられているが、水晶体発生に重要なリガンド種の特定には至っていない。本研究では、ゼブラフィッシュの水晶体をモデルに水晶体発生を制御するFGFのリガンド種および機能の解明を目的とした。本研究ではまず、ゼブラフィッシュ胚をFGFシグナル伝達阻害剤（SU5402）処理することで、水晶体発生過程におけるFGFの作用点と機能について調べた。その結果、水晶体板の形成開始から水晶体原基が完成するまでの発生初期段階において、FGFは水晶体原基細胞の増殖を制御する一方、水晶体の基本構造完成以降の発生後期では水晶体線維細胞への分化を制御することが示唆された。続いて、水晶体発生に重要なFGFリガンド種を特定するために、23種のゼブラフィッシュFgf遺伝子発現プロファイリングを行った結果、Fgf3が水晶体発生初期において水晶体板直下の網膜細胞において発現していた。また、水晶体発生後期において水晶体赤道面に隣接する網膜神経節細胞においてFgf8aの発現が認められた。Morpholino antisense oligoによるFgf3およびFgf8aのノックダウンを行ったところ、Fgf3 morphantでは水晶体発生初期において水晶体板から水晶体原基の細胞増殖率の低下と細胞死の増加が観察された。一方、Fgf8a morphantでは、水晶体発生後期において赤道特異的な線維細胞分化が抑制されることが観察された。以上の結果から、Fgf3およびFgf8aが水晶体発生の異なるタイミングで増殖と線維細胞分化を制御することが示唆された。