競争的研究費の研究課題 - 中澤　洋介

老眼発症メカニズムの解析と老眼モデル動物の開発

2023年04月

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2026年03月

科学研究費助成事業, 中澤 洋介, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

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本申請の目的は”①老眼発症メカニズムの解明”および“② 老視モデル動物の作成”であり、本申請研究を老眼の基礎研究の先駆け研究にする。
本申請研究では、in vitro, ex vivoの実験系を組み合わせて遂行する。in vitro実験系はヒト水晶体上皮細胞株を用いてTRPVチャネル刺激剤で処理し、TRPVチャネルの活性・局在変化と下流シグナルを検討する。ex vivo 実験系は申請者が確立したex vivo擬老眼モデルを用いて人為的に近方視および遠方視の水晶体を再現し、TRPVチャネルの局在や活性を観察する。本申請研究遂行により、老眼発症メカニズムと老眼モデル動物創製を試みる。

水晶体の形態形成における基底膜-細胞間の力学的相互作用の解析

2021年04月

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2022年03月

科学研究費助成事業, 杉山 由樹, 中澤 洋介, 基盤研究(C), 未設定

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眼の水晶体の主な部分は水晶体線維細胞でできており、これら細胞は水晶体嚢とよばれる強靱な繊維膜の袋の中に入っている。水晶体線維細胞は水晶体嚢の内部で秩序だった同心円層をなし球形を作っている。水晶体が光を屈折させ網膜上に焦点を結ぶ働きをするために、水晶体は正確な球状に形成される必要があるが、その形成メカニズムはよくわかっていない。本研究では水晶体線維細胞と水晶体嚢の力学的相互作用を解析することにより、水晶体の形態形成メカニズムを明らかにする。正確な球形の形成がどのようなメカニズムで制御されるのか明らかにすることは、水晶体の再生技術の開発に役立つことが期待される。
水晶体が発生の過程でどのようなメカニズムで球状に形成されていくのか知ることは、再生医学の観点からも重要である。水晶体は主に同心円状に並ぶ水晶体線維細胞の層と、それらを包む水晶体嚢と呼ばれる基底膜から構成されている。水晶体嚢は強靱な膜であり、弾力性のある水晶体線維細胞を加圧して包んでいる可能性がある。本研究では、この水晶体嚢と水晶体線維細胞間での力学的相互作用が、どのように水晶体の球形の形成と維持に関わっているのか、マウス水晶体を用いて解析した。我々は水晶体嚢を除去し加圧を解放すると、線維細胞層は均一に拡張するのではなく、特定方向により大きく膨張することを発見した。このことから水晶体嚢による加圧は一様ではなく、水晶体の特定の領域でより強く圧力がかかっていることが示唆された。実際に原子間力顕微鏡で水晶体表面の弾性力を測定すると、領域間での違いが観察された。これらの結果から、水晶体嚢からの加圧の程度が領域により異なるために、哺乳類の水晶体は真円の球体ではなく、赤道方向の直径が前極-後極軸よりも長い押しつぶされた形（いわゆるレンズの形）になることが示唆された。よって水晶体嚢と線維細胞間の力学的相互作用により、水晶体各領域の曲率が調整されていると考えられる。さらに我々は、水晶体線維細胞の弾性力の生成に細胞膜脂質が関与していることを見いだした。今後は細胞膜脂質の合成を阻害した水晶体を用いて、それがどのように水晶体全体の形や硬さに影響するか解析していく。水晶体の硬さは、加齢による硬化が原因の老視（老眼）と深く関わっている。よって細胞膜脂質と水晶体硬化の関連を明らかにすることは、老視の治療方法の開発に向けても重要である。

老眼発症機序の解明とTRPVチャネルを標的とした抗老眼薬創製の基盤研究

2020年04月

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2023年03月

文部科学省, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会), 中澤洋介, 基盤研究(C), 補助金,  研究代表者

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老眼（老視）は一般的に40歳-50歳から発症し、100%の罹患率をもつ眼疾患である。根本的な治療法はなく、近距離作業の際は老眼鏡などを用いて見えにくさを補っている。日本がこれから直面する“超高齢化社会”において、白内障/老眼患者は増加することが容易に予想され、老眼基礎研究・抗老眼薬の開発は重要な課題である。白内障は世界失明原因の第一位であるため、世界中で抗白内障薬の探索が盛んに行われているが、申請者は老眼の抑制が、白内障発症遅延を引き起こし、世界の失明から守ると推察している。
本研究により老眼基礎研究の飛躍的向上と、抗老眼薬の開発の基盤を作り、明るい視野と健康な老後生活に貢献する。
老眼はこれまで水晶体タンパク質の変性・修飾反応による水晶体硬化が原因とされているが、その原因として、水の流動性不全による水晶体静水圧上昇が水晶体硬化を引き起こすことが報告されている。水晶体の水動態はNa/K ATPaseによって制御されており、水晶体ではTRPV1とTRPV4によってNa/K ATPase活性が変化することが知られている。本研究では、TRPVチャネルに着目し、水晶体における機能解明と老眼の発症への寄与を解明することを目的とした。
今年度、温度変化や毛様体筋―チン小帯からの圧力変化によってTRPVチャネルの局在が変化することを見出し、New ZealandのPaul Donaldson教授らとともに報告した(Nakazawa Y et al., IJMS 2021)。また、抗白内障候補化合物であるHesperetinおよび水溶性Hesperidinを投与するとマウス水晶体の弾性低下が抑制され、同時にTRPVチャネルの局在が変化することを見出した(Nakazawa Y et al., Cells 2021)。さらに、TRPV1のアゴニストを点眼するとある種の白内障発症が抑制されることを見出し報告した (Sugiyama Y, Nakazawa Y, et al., Exp Eye Res 2021)。
コロナウイルスの影響に伴い、研究室の出入りが制限されたが、国内外の共同研究者とon line会議をすることで情報の共有を図ることができ、概ね順調に研究計画は遂行している。
今後は、ヒト上皮細胞株を用いて、TRPVチャネルの過剰発現細胞あるいはノックダウン細胞を作成し、下流分子（TRPV1-MEK/ERK-NKCC1、TRPV4-SFK-Na/K ATPase）の発現を検討する。またin vivo遺伝子導入の手法について確立し、確立後TRPVチャネルを水晶体特異的に過剰発現あるいはノックダウンさせin vivoにおいても下流分子を検討する。本課題研究により、TRPVチャネルを標的とした老眼予防薬創製の基盤を作る。

抗老眼薬創製を見据えた水晶体浸透圧制御機構の解明とTRPVチャネルの機能解明

2020年04月

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2022年03月

JSPS-NZRS, JSPS 二国間共同事業, 中澤洋介, 補助金,  研究代表者

老眼発症遅延薬の開発を見据えて：老眼発症メカニズムの解明と老眼モデル動物の開発

2018年09月

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2019年08月

ひと・健康・未来財団, 中澤洋介, 補助金,  研究代表者

アクアポリン0およびアクアポリン5の機能解明とこれらを標的とした新規抗白内 障薬の創生

2016年09月

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2017年08月

公益財団法人 持田記念医学薬学振興財団, 補助金,  未設定

新規白内障治療薬の開発を目指したアクアポリン0の機能解明

2016年04月

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2018年03月

文部科学省, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会）, 中澤洋介, 補助金,  研究代表者

水晶体細胞膜のチャネル及び細胞接着の役割を担うアクアポリン0の機能制御機構の解明

2014年04月

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2016年03月

文部科学省, 科学研究費補助金(文部科学省・日本学術振興会）, 中澤洋介, 補助金,  研究代表者

水晶体透明性維持機構の解明と白内障予防

2012年04月

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2013年03月

慶應義塾大学　学事振興資金, 慶應義塾学事振興資金, 補助金,  研究代表者