年齢関連黄斑変性症による視力の喪失
01 加齢黄斑変性とは何か？
加齢黄斑変性（age-related macular degeneration: AMD）は、高齢者における永続的かつ不可逆的な視力低下の主要な原因です。本疾患は黄斑部の変性疾患であり、患者に中心視野障害を引き起こし、読書、運転、顔認識、色覚認識などの視機能に影響を及ぼします。一方で、早期または中期のAMDでは自覚症状を示さない例も多く、視界が著しくぼやけるまで罹患に気づかないこともあります。黄斑変性は多因子性疾患であり、その関連機序については現在も解明が進められていますが、長期的な光障害、遺伝的要因、代謝異常、慢性炎症、免疫応答など、さまざまな因子がAMDの発症に関与すると考えられています。
02 AMDの2つの主要病型
AMDは臨床的に、主として萎縮型（dry AMD、非滲出型または萎縮型）と滲出型（wet AMD、滲出型または新生血管型）の2つに大別されます。萎縮型AMDは脈絡膜下ドルーゼン沈着および地図状萎縮を特徴とし、滲出型AMDは脈絡膜新生血管形成と黄斑部障害を特徴とします。
萎縮型AMDでは、網膜色素上皮の変化が生じ、一般に暗色の点状病変として観察されます。その病態は、視細胞、網膜色素上皮（RPE）、および脈絡毛細血管板の緩徐進行性萎縮です。平易に言えば、黄斑部に加齢斑に類似した変化が生じ、これをドルーゼンと呼びます。ドルーゼンは中心視力の低下を引き起こし得ますが、通常は完全失明には至りません。萎縮型AMDの発症は比較的緩徐であり、初期には無症状で、その後、両眼視機能の段階的低下や変視症が進行します。
滲出型AMDでは、脈絡膜新生血管形成と呼ばれる過程を通じて、網膜下に異常な新生血管が形成されます。滲出型AMDは進行が速く、適時に治療が行われない場合、短期間のうちに視力が急速に低下し、失明に至ることもあります。
03 AMDマウスモデルの作製
AMD動物モデルの構築は、その病態形成機序を深く理解するうえで極めて重要です。サイヤジェン（Cyagen）は、遺伝子編集、レーザー誘導、薬剤誘導などにより作製したAMD動物モデルを提供しています。
1. 網膜新生血管モデル：ヒト化VEGF過剰発現トランスジェニックマウス
サイヤジェン（Cyagen）が新生血管型AMD向けに構築したヒト化VEGF（hVEGF）過剰発現トランスジェニック（TG）マウスモデルでは、明らかな病変が自然発症し、かつ眼球構造の完全性が保たれます。本モデルは新生血管型AMDの薬効評価および関連研究に活用可能です。
図1. ヒト化VEGFA過剰発現マウス（TG）の作製戦略模式図
図2. 6週齢および7週齢のhVEGFトランスジェニックマウス（F0世代、TG）のFFA画像 結果より、F0世代hVEGFマウス眼球ではFFA検査において明瞭な局所的フルオレセイン漏出および明らかな血管病変が認められ、これらの病変は週齢の増加に伴って持続しました。
図3. 6週齢hVEGFマウス（F0世代、TG）の光干渉断層計（OCT）所見 同週齢のC57BL/6Jマウスと比較して、F0世代hVEGFマウス眼球ではOCT検査において網膜近脈絡膜層の局所的構造異常が認められました。
図4. 6週齢hVEGFマウス（F0世代、TG）の網膜電図（ERG）所見 同週齢のC57BL/6Jマウスと比較して、F0世代hVEGFマウスのERG結果には顕著な差は認められず、現時点の病変程度では視細胞機能への影響は生じていないことが示されました。
2. レーザー誘導脈絡膜新生血管モデル（新生血管型AMD）
サイヤジェン（Cyagen）は、古典的なレーザー光凝固法により外網膜およびBruch膜を破壊し、脈絡膜新生血管（CNV）形成を誘導します。これは、新生血管型AMD（いわゆる滲出型黄斑変性）に認められる代表的病理像を模倣するものです。CNVの発生は、眼底フルオレセイン蛍光眼底造影（FFA）、OCTスキャン、および病理組織切片観察によって評価可能です。
図5. レーザー誘導CNV（脈絡膜新生血管）結果 眼底レーザー光凝固によりRPEおよびBruch膜に標的レーザー損傷を与えることで血管新生が誘導され、新生血管型AMDにみられる代表的病理像が再現されます。術後3日に施行したFFAでは、刺激部位に輪郭明瞭な著明なフルオレセイン漏出が認められました。一方、遺伝子編集（トランスジェニック）モデルと比較すると、病変の持続期間は短く、操作難度が高く再現性も低くなります。
図6. 硝子体内投与したアフリベルセプトの有効性試験結果を上図に示します。
図7. OCT検査の結果、アフリベルセプト投与後、D7およびD14におけるL-CNV病変体積はPBS投与対照群と比較して有意に減少しました。
3. 薬剤誘導性萎縮型AMDモデル：ヨウ素酸ナトリウム（NaIO3）誘導萎縮型AMDマウスモデル
サイヤジェン（Cyagen）は、ヨウ素酸ナトリウム（NaIO3）を用いて萎縮型AMDマウスモデルを誘導しています。マウス尾静脈にNaIO3を投与すると、萎縮型AMD（dAMD）の表現型、すなわち網膜色素上皮（RPE）および視細胞の進行性黄斑変性が出現します。
図8. NaIO3投与マウスの3日、7日、および14日の眼底像では、D0と比較して網膜色素脱失領域の拡大が認められ、OCT画像では総網膜厚がD0の投与前より有意に低下していました。
図9. NaIO3はRPE細胞層の完全性を破綻させます。マウス網膜横断切片のH&E染色では、NaIO3尾静脈投与3日後にRPE層断裂、斑状RPE脱失、RPE細胞凝集（H&E染色の黄色矢印）、および視細胞変性が認められました。さらに、NaIO3処置マウスの中心網膜では3日目に視細胞核数が有意に減少し、外顆粒層（ONL）の菲薄化が確認されました。
図10. TUNEL染色により視細胞死が示され、視細胞変性が進行していることが確認されました。
図11. NaIO3投与3日後にERG記録により網膜機能を解析したところ、NaIO3処置群では未処置対照群と比較して、暗順応下および明順応下のa波・b波振幅が有意に低下していました。
サイヤジェン（Cyagen）の眼疾患マウスモデルは病態解明および遺伝子治療研究を推進します
サイヤジェン（Cyagen）は、受託動物モデル分野における20年の経験を基盤として、眼疾患を標的とした一連の遺伝子改変ノックアウト（KO）、ノックイン（KI）、トランスジェニック（TG）、遺伝子編集、およびヒト化マウスモデルを独自に開発してきました。対象疾患には、網膜色素変性症（RP）、網膜変性、Leber先天黒内障2型（LCA2）、黄斑変性、Leber先天黒内障10型（LCA10）、および角膜内皮ジストロフィーなどが含まれます。また、遺伝子改変マウスモデル、完全ヒト化マウスモデル、ならびに外科的モデルのカスタム開発にも対応しており、前臨床薬効評価の加速を支援します。
動物モデルに加えて、サイヤジェン（Cyagen）は眼科領域における一連の前臨床薬効解析サービスも提供しており、眼内注射・投与、検体採取、検出・解析、薬効評価などに対応しています。プロジェクトに関する無料相談をご希望の際は、06-7652-3321までお電話いただくか、[email protected]までメールでお問い合わせください。
| 自社開発の眼疾患モデル一覧 | ||
|---|---|---|
| 疾患名 | 標的遺伝子 | 標的タイプ |
| 加齢黄斑変性 | hVEGFA | KI, TG, Humanization |
| 黄斑変性 | ABCA4(ABCR) | KO, Humanization |
| 網膜色素変性症 | Tub | KO |
| 慢性網膜変性 | Prph2 | KO |
| Leber先天黒内障2型 | Rpe65 | KO, MU |
| Leber先天黒内障4型 | Aipl1 | KO |
| Leber先天黒内障10型 | CEP290 | Humanization |
| Leber先天黒内障13型 | Rdh12 | KO |
| 網膜色素変性症 | RHO | KO, CKO |
| Humanization, Humanization(MU) | ||
| 網膜色素変性症 | Mertk | KO, CKO |
| 網膜色素変性症 | Rpgr | KO |
| 網膜色素変性症 | Crb1 | KO |
| 網膜色素変性症 | Rd1(Pde6b) | KO, MU |
| 網膜色素変性症 | Rd10(Pde6b) | MU |
| 網膜色素変性症 | RP2 | KO, CKO |
| 全色盲 | Cnga3 | CKO |
| 角膜内皮ジストロフィー | TCF4 | CKO, Humanization |
| 無虹彩症 | Pax6 | CKO |
| 脈絡膜萎縮症 | Chm | CKO |
| アッシャー症候群 | USH2A | Humanization, Humanization(MU) |
| アッシャー症候群 | Myo7a | CKO |
| 卵黄様黄斑ジストロフィー | Best1 | KO |
| 若年網膜分離症 | Rs1 | KO, CKO |
| 眼皮膚白皮症1型 | Tyr | CKO |
| 眼皮膚白皮症3型 | Tyrp1 | KO, CKO |
| ウォルフラム症候群 | Wfs1 | KO, CKO |
| 弾性線維性仮性黄色腫 | Abcc6 | KO, CKO |
動物モデルに加えて、サイヤジェン（Cyagen）は、眼科領域の遺伝子治療が長年直面してきた課題の解決を目指し、眼科遺伝子治療プラットフォームを構築しています。本プラットフォームには、高度に精密化された小動物用眼科機器と経験豊富な専門スタッフが整備されており、眼内注射・投与、検体採取、検出・解析、薬効評価などを含む包括的な前臨床眼科薬効解析サービスを提供しています。プロジェクトに関する無料相談をご希望の際は、800-921-8930までお電話いただくか、[email protected]までメールでお問い合わせください。
関係するすべての関係者の尽力により、より多くの遺伝子治療法が臨床試験へと進み、先天性視覚障害を有する患者さんに一日も早く光明がもたらされることを心より願っています。
