日本眼科学会総会　宿題報告ⅠⅠⅠ眼と神経保護網膜神経細胞死の分子機構と神経保護

摘要

網膜色素変性，網膜剥離，加齢黄斑変性，緑内障など数多くの難治性眼科疾患において，網膜神経細胞のアポトーシスが大きな役割を果たしていることが明らかとなってきた．アポトーシスは， 「死のメッセージ」発現を伴う能動的な細胞死であり，そのため，その「死のメッセージ」を同定し，発現を阻害すれば，網膜神経細胞死を阻止できる可能性がある．本研究では，まずラット網膜虚血·再潅流障害モデルを用いて，このモデルが網膜神経細胞のアポトーシスのモデルとして使用できることを確認した．次いで，DNAマイクロアレイ法を用いてこのモデルにおける「死のメッセージ」の系統的解析を試みた． DNAマイクロアレイ法では総数で約200の遺伝子の発現変動が認められた．それらの遺伝子群は， ①転写因子群， ②細胞周期関連遺伝子群， ③活性酸素消去系遺伝子群， ④分子シャペロン遺伝子群に大別された．これらの遺伝子群の網膜虚血·再潅流障害における意義について検討を加えた．さらに，網膜の神経細胞がその種類を問わず均一な「死のメッセージ」を発現するのか，それとも細胞の種類が異なれば異なった「死のメッセージ」を発現するのかを検討した．その結果，ラット網膜虚血·再潅涜モデルでは，再潅流時に発生する活性酸素によって生成される過酸化脂質が引き金となってアマクリン細胞に転写因子であるc－Junと細胞周期関連遺伝子であるcyclin D1の発現が起こリ，細胞周期回転がG1期で頓挫することが細胞死の一つのメカニズムであることがわかった．一方，水平細胞では，細胞周期回転を阻害するp16~（Ink4）が発現しておリ，この細胞は，アポトーシスではなく，ネクローシスで死hでいくことがわかった．このように，網膜の神経細胞の種類が異なれば，同一の障害に対しても異なった「死のメッセージ」を使用して細胞が死hでいくことが明らかとなった．また，アポトーシスの抑制は，ネクローシスにつながる可能性があることがわかった．したがって，アポトーシスを抑制するのであれば，その経路のできるだけ上流での抑制が理にかなっているということになる．実際，網膜·虚血再潅流障害における神経細胞死を上流でブロックすると考えられる内因性活性酸素消去剤であるthioredoxinには，網膜神経保護作用があリthioredoxinを投与するとアマクリン細胞に認められたc－Jun， cyclin D1の異常発現は抑制された．次に，一般に細胞死に大きな役割を果たしているとされているcaspaseと網膜神経細胞死の関係についてラット網膜虚血·再潅流モデル，遺伝性網膜変性を発症するRCSラットについて検討し　 caspase－1遺伝子をもたないcaspase－1 knockout mouseの光障害について研究した。 また，アポトーシス抑制遺伝子の代表であるBcl－xLのRCSラット網膜変性に対する神経保護作用をadeno－asssociated virusを用いた遺伝子治療が可能であるかを検討した．網膜視細胞層ではcaspase－1が，内頼粒層ではcaspase－3が，そして神経節細胞層ではcaspase－2が重要な役割を果たしていることがわかった．網膜虚血·再潅流障害， RCSラットのいずれにおいても， caspase阻害剤を投与することによって網膜障害を軽減でき　 caspase阻害剤は神経保護作用をもつことがわかった．また　 caspase－1 knockout mouseではwild type mouseと比較して網膜光障害が有意に保護されていた． Bcl－xLの遺伝子治療により， RCSラットの遺伝性網膜変性を軽減することができた．本研究により，網膜神経細胞死の分子機構の一端を明らかにするとともに，メカニズムに立脚した実験的神経保護治療法を開発することができた．