B Photoreceptors

Photoreceptor degenerations are most common form of blindness in Western world and involves loss of visibility due to dystrophy and/or death of retinal photoreceptors.A photooreceptor degenerations は、欧米で最も多い失明の形態である。 これらの病態は、網膜色素変性症（RP）のように杆体視細胞が最初に影響を受けるものと、黄斑変性症のように錐体視細胞が最初に影響を受けるものとに大別されます141。 視細胞変性は、視細胞の健康と恒常性維持に重要な機能を果たすRPEの一次障害によって間接的に引き起こされることもあるが、この話題については後述する（セクションII.Cを参照のこと）。

ゼブラフィッシュの遺伝子スクリーニングでは、視細胞の発生や維持が欠損している変異体が分離され、これらの細胞機能の分子基盤が明らかにされている24, 192,193 その一つ、モザイクアイ（moe）は視細胞の頂部機能を拡大していることが判明した20, 21。 moe遺伝子座は、FERMドメインを持つタンパク質をコードし、Crumbsタンパク質と複合体を形成する。興味深いことに、CrumbsのヒトのオルソログであるCRB1の変異は、RP12197やLeber先天性黒内障（LCA1）などの網膜光受容体ジストロフィーと関連している（文献198、199）。 さらに、ゼブラフィッシュのCrumbsパラログであるcrb2bをモルフォリノノックダウンすると、ISのサイズが縮小します14。

正しい頂膜-底膜極性の形成は、細胞極性決定因子の適切な機能だけでなく、その輸送と局在にも依存する。 ale oko（ako）変異網膜の視細胞は、その細胞体に頂端決定因子Pals1とPKCλを蓄積し、発生後期の視細胞死を広範囲に示す19。 ako 遺伝子座はダイナクチン複合体の p50 サブユニットをコードしており、ダイニ ンモーター複合体の一部として微小管に沿って荷物を輸送する重要な役割を担っています。200 dynactin-1 に変異を持つ別の変異体 mikre oko (mok) では、網膜変性は少なくとも部分的に視細胞核の誤局在に起因しています。 驚くべきことに、ako変異体とは異なり、CrumbsやaPKCλのような頂膜決定因子は誤局在化しないことから、これらの変異体の変性は細胞極性の喪失に起因するものではないことが示唆された。 ダイニンモーターの過剰発現による実験的な核の誤局在は、視細胞死をもたらし、視細胞の生存における核の位置の役割を支持した。201 mok視細胞における核の位置異常は、細胞自律的な役割を持つと思われるが、他の非細胞自律的な構成要素がmok変性に役割を果たしているようである。 モザイク解析の結果、変異型視細胞は野生型環境に置くと生存率が2.5倍以上増加することが明らかになった17。このことは、視細胞の健全性と生存が周囲の細胞からの環境上の合図に依存することを示唆している。 202

細胞体からOSへの輸送は、RPEによる視細胞OSの継続的な貪食によって失われたOS成分を補うためにも重要である203。 光受容体では、繊毛と同様に、鞭毛内輸送（IFT）と呼ばれるプロセスによって輸送が行われ、IFTの構成遺伝子である ift57, ift80, ift88, ift172 の変異により、ゼブラフィッシュではOSの萎縮や完全消失が見られます24。-また、逆行性IFTモーターであるダイニン-2の複数のサブユニットをモルフォリノノックダウンしたところ、OSの適切な伸長と視覚機能におけるIFTの重要性が明らかになった204。 IFTの欠陥に関連する視細胞変性は、バルデ・ビーデル症候群（BBS）に関連する多くの繊毛関連表現型の一部であり205、ゼブラフィッシュのIFT構成要素の機能をさらに研究することは、BBS関連眼病理の基礎となる分子原因をより良く理解する上で有益であることが証明されるかもしれません。

このセクションでこれまで説明した変異体は、主に組織学的な方法を用いて視細胞の欠陥を検出する遺伝的スクリーニングで単離されたが、他の変異体は行動学的スクリーニングで単離された。 そのようなスクリーニングの 1 つは、ゼブラフィッシュが受精後 3 dpf という早い段階で視覚依存行動を示すという能力を利用したものである。 Brockerhoff ら15 は、まず変異原を導入した胚で視運動反応測定法 (OKR) を用いて、視覚機能の欠損を検出した。 第二のアッセイでは、網膜電図（ERG）記録を用いて、単離された突然変異が網膜外側の機能に影響を与えるかどうかを確認した。 このスクリーニングから、視覚機能が低下していると判断された18の変異体が単離された。 そのうちの1つ、no optokinetic response a（noa）は、5dpf（受精後数日）時点で視細胞には異常がなかったが、失明し、嗜眠状態になり、早死にすることが判明した。 この変異を解析した結果、細胞内のエネルギー生産を制御するピルビン酸脱水素酵素（PDH）複合体のサブユニットが欠損していることが判明した。 ヒトのPDH欠損症（OMIM 245348）は、ゼブラフィッシュのモデルと同様に、失明、神経障害、早期死亡を引き起こす疾患である16。ヒトにおけるPDH欠損症の現在の治療法は、限られた数のヒト患者でPDH欠損症の症状を緩和することに一定の成功を収めているので、テイラーらはnoa変異体を利用してケトジェニック食を試験した。 4674>

別の突然変異体、no optokinetic response f（nof）は、光伝達のために必要なGタンパク質である錐体トランスデューシン（Tcα）のαサブユニットに変異を有することがわかりました。 ヒトの色覚異常（OMIM 139340）では、Tcαの変異が色覚の喪失の原因となっている。 nof変異体では、錐体の発生は正常であるが、光に対する感度が1000分の1まで低下していることが、単一視細胞の記録から判明した。 錐体の光応答を広範囲に解析した結果、残存する光伝達は光に依存するが、トランスデューサーには依存しないことが明らかになった。 光受容体の光適応に重要であり、これまでトランスデューシンによって制御されていると考えられていたCa+ 2流入は、nof変異体でも検出可能であった。 また、RPのようなヒトの遺伝性夜盲症の研究に利用できる遺伝子変異体を単離するために、ゼブラフィッシュの成体で視細胞変性を引き起こす優性突然変異のスクリーニングが行われた37,38。 そこで、Li らは、ゼブラフィッシュの成魚が示す既知の逃避反応を利用して、変異原を調製し たゼブラフィッシュをスクリーニングしました。 Li らは、変異させた成体のゼブラフィッシュを、魚が示す既知の逃避反応を利用してスクリーニングし、脅 威の手がかりに対するこの反応の欠如を視覚の喪失と解釈し、後に ERG 記録を使用して確認した。 その結果、7つのヘテロ接合型変異体（夜盲症a, b, c, d, e, f）が単離され、そのうち6つは視細胞変性を示した。6つのうち4つはホモ接合体として胚性致死となったことから、視細胞の表現型の基盤となる変異遺伝子は胚発生時に他の重要な機能を持つことが示唆された。 この発見は、従来のスクリーニングでは早期胚致死のために容易に単離できないような優性突然変異を同定するために、このようなスクリーニングの重要性を浮き彫りにした

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