ゼブラフィッシュの長さはほんの数センチですが、特大の力があります。 心臓または脳が損傷すると、再生します。 ヒレが切れると、元に戻ります。 盲目になると、見る能力を取り戻すことができます。
潜在的に革新的な新しい研究の対象となるのは、この最後の能力です。 ヴァンダービルトの科学者は、ゼブラフィッシュの網膜再生の鍵を発見した可能性があります。 このプロセスを人間で再現できる場合、それは網膜の病気や損傷によって引き起こされる失明の新しい治療法を強化することになります。
「ゼブラフィッシュがどのようにほとんどの組織や器官を再生できるかについてますます学ぶにつれて、特にゼブラフィッシュの網膜が損傷して失明を引き起こす可能性があるという事実に興味をそそられましたが、視力が回復するまで約3から4週間しかかかりません。 」と研究を指揮したバンダービルトの生物科学教授であるジェームズ・パットンは言います。
ゼブラフィッシュは、その特徴的なストライプにちなんで名付けられた淡水ミノーであり、研究者にとって長い間人気のある試験対象でした。 飼育下で容易に繁殖し、急速に成長します。赤ちゃんは完全に透明であるため、臓器の研究が容易になります。 次に、それらの再生能力があります。 彼らは人間の遺伝コードの70％を共有しているため、それらを使用して、人間の遺伝特性や病気を研究することが可能です。
ゼブラフィッシュの網膜の構造と細胞型は、人間のものとほとんど同じです。 それぞれには、光検出光受容体、信号統合水平細胞、視覚情報を脳に伝える神経節細胞の3つの層の神経細胞が含まれています。
「だから、なぜ人間が損傷した網膜や魚の缶を再生できないのかということにもっと興味をそそられました」とパットンは言います。
28日間にわたるこれらの5つの画像は、ゼブラフィッシュの網膜で再生がどのように起こるかを示しています。 Rod体は緑色で、再生中の細胞は赤色で、その他の細胞はすべて青色で表示されます。 再生中の細胞が死にかけているrod体に取って代わります。 （The Patton Lab / Vanderbilt） 網膜損傷は、先進国における失明の主な原因の多くの背後にあります。 これらの原因には、黄斑変性が含まれます。黄斑変性は、網膜の一部が損傷し、視界のぼやけや白斑を引き起こす、加齢に伴う疾患であることがよくあります。 糖尿病が網膜の血管を損傷する糖尿病性網膜症; そして、網膜のrod体視細胞の変性を引き起こす遺伝的状態である網膜色素変性症。 人間の網膜は再生しないため、病気や怪我によって引き起こされる網膜の損傷は永久的です。
パットンと彼のチームは、ゼブラフィッシュの網膜再生が正確にどのように開始されるかについて興味を持ちました。 以前の研究では、魚の目で死につつある光受容体によって分泌される成長因子がプロセスを開始し、眼の幹細胞をスパークさせて脱分化（初期の発達段階に戻って）し、その後新しい網膜細胞に分化する可能性があることが示唆されています。 しかし、Pattonの大学院生の1人であるMahesh Raoは、ニューロンの活性を低下させる脳内の化学伝達物質である神経伝達物質GABAを見るというアイデアを得ました。
チームは、ゼブラフィッシュを盲検化することでラオのアイデアをテストしました。これは、数日間暗闇に入れてから明るい光にさらすことで実現できます。その後、GABA刺激薬を与えます。 彼らはまた、通常視力のあるゼブラフィッシュにGABA低下薬を与えました。 彼らは、GABA刺激薬を与えられた盲目魚は網膜を正常に再生できないのに対し、GABAレベルが低下した通常の魚は網膜を再生し始めることを発見しました。 これは、実際、網膜再生プロセスを開始したのはGABA濃度の低下であることを示唆しています。
調査結果は、今月ジャーナルStem Cell Reportsで発表されました。
L to R：ゼブラフィッシュラボのジェームズパットン、マヘシュラオ、ドミニクディディアーノ（パットンラボ/ヴァンダービルト） 「魚のモデルを使用して、網膜の再生を制御する要因とメカニズムを理解し、人間に学んだ教訓を適用できることを期待しています」とパットンは言います。
チームは、マウスのGABA理論をテストし始めています。 それが機能する場合、GABA阻害剤が網膜再生を刺激できるかどうかをテストする人間の試験に進みます。
この研究が実際に人間で成功していることが証明された場合、世界中の約4, 000万人の視覚障害者のうちの何人かは、いつか感謝するために小さな縞模様の魚を持つかもしれません。
