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2015年8月10日

6875: 緑内障の視神経、動画撮影に成功 世界初、福井大など

2015年8月5日
緑内障の視神経、動画撮影に成功 世界初、福井大など

動画を示しながら研究成果を発表する福井大の稲谷教授(右)と滝原助教=永平寺町の福井大医学部で

眼科医清澤のコメント:視神経線維層の中を小胞体が神経節細胞体から視神経に向かって流れてゆきます。この運動は数種類のモーターと呼ばれる運動器官によってエネルギーを小hしながら行われる運動であると聞いています。緑内障では網膜神経節細胞の脱落とこれに伴う神経線維の脱落が起きることが知られています。その臨床的な表現が神経線維層の欠損で有ったり、ディスクの渇ピングで有ったりします。
 今回のミトコンドリアの運動が遅くなるというのは、神経線維密度が減って、その中のアクソプラスミックフローの総量が減るという意味なのでしょうか?
 それとも、神経節細胞のアポトーシスに先立つアクソン内でのフロー速度が遅くなる現象だとの見解なのか?あるいはそれぞれの線維内での動きが生きている細胞でも遅くなっていると言いたいのか?をもう少し勉強してみたいと思いました。この新聞記事の本文とプロナスのホームページに出ていたこの論文の抄録を採録してあります。

   --記事の本文です---
 緑内障になると視神経内で物質の輸送が滞る様子の動画撮影に、福井大などの研究チームが世界で初めて成功した。マウス実験で確認。緑内障の早期発見につながる可能性があるといい、成果は四日、米国科学アカデミー紀要(電子版)に掲載された。

 医学部の稲谷大教授(46)=眼科学=と滝原祐史助教(36)=同=は中枢神経が平面で見られる網膜に注目。レーザー顕微鏡でマウスの眼を観察したところ、視神経内を流れるミトコンドリアの量が、緑内障の個体では正常な個体の七割にとどまっていた。

 緑内障は眼圧の上昇が原因とされるが、眼圧が正常値でも緑内障になる患者が多いのが実態。

 四日に永平寺町の福井大で会見した稲谷教授は「眼圧上昇がなくても、ミトコンドリアが止まっているのを見た時点で治療を始められるのでは」と話した。

 実験では老化に伴ってミトコンドリアが小さくなることも確認。稲谷教授は「年を取ると緑内障にかかりやすいことと関係するのでは」と推測する。

 グループは現在、ウサギで実験を継続。今後はサルでも実験し、人間への臨床応用に展開していきたい考えだ。

 (高橋雅人)

英文の抄録:
In vivo imaging of axonal transport of mitochondria in the diseased and aged mammalian CNS

Yuji Takihara, Masaru Inatania,et al,

Significance

The lack of intravital imaging of axonal transport of mitochondria in the living mammalian CNS precludes the characterization of transport dynamics in the diseased and aged mammalian CNS. Here we report minimally invasive intravital multiphoton imaging of mouse retinal ganglion cells that offers sequential time-lapse images of mitochondria transported in a single axon with submicrometer resolution. We show highly dynamic axonal transport of mitochondria in the mammalian CNS in vivo under physiological conditions and characterize disturbances of mitochondrial transport in a mouse glaucoma model and age-related changes in mitochondrial transport. Our method is useful for characterizing the dynamics of axonal transport of mitochondria and the dynamics of other submicrometer structures in the diseased and aged mammalian CNS in vivo.

Abstract

The lack of intravital imaging of axonal transport of mitochondria in the mammalian CNS precludes characterization of the dynamics of axonal transport of mitochondria in the diseased and aged mammalian CNS. Glaucoma, the most common neurodegenerative eye disease, is characterized by axon degeneration and the death of retinal ganglion cells (RGCs) and by an age-related increase in incidence. RGC death is hypothesized to result from disturbances in axonal transport and in mitochondrial function. Here we report minimally invasive intravital multiphoton imaging of anesthetized mouse RGCs through the sclera that provides sequential time-lapse images of mitochondria transported in a single axon with submicrometer resolution. Unlike findings from explants, we show that the axonal transport of mitochondria is highly dynamic in the mammalian CNS in vivo under physiological conditions. Furthermore, in the early sTAGSe of glaucoma modeled in adult (4-mo-old) mice, the number of transported mitochondria decreases before RGC death, although transport does not shorten. However, with increasing age up to 23–25 mo, mitochondrial transport (duration, distance, and duty cycle) shortens. In axons, mitochondria-free regions increase and lengths of transported mitochondria decrease with aging, although totally organized transport patterns are preserved in old (23- to 25-mo-old) mice. Moreover, axonal transport of mitochondria is more vulnerable to glaucomatous insults in old mice than in adult mice. These mitochondrial changes with aging may underlie the age-related increase in glaucoma incidence. Our method is useful for characterizing the dynamics of axonal transport of mitochondria and may be applied to other submicrometer structures in the diseased and aged mammalian CNS in vivo.

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