ビジュアルシステム。水生毒性学の理解されていない標的

Visual system: An understudied target of aquatic toxicology.

• Lianguo Chen

抄録

視覚系は水生生態系における外来生物の敏感な標的として認識されるようになってきている。ダイオキシン類、難燃剤、農薬、パーフルオロアルキル酸、レチノイン酸、金属など、様々な物理化学的特性を持つ環境汚染物質は、網膜の発達と機能を損なう可能性がある。発達と機能のデータベースの利用可能性を考慮すると、水生視覚毒性を研究するためのテレポストモデルとしては、ゼブラフィッシュが最も頻繁に使用されてきた。視覚障害の多様性は、生物学的組織の複数のレベル（例えば、分子、細胞、組織学、生理学、行動学）にわたって魚類に示されてきた。初期胚発生期の目の敏感な発生期をカバーしており、有害物質への急性または慢性的な曝露は、網膜の神経新生に影響を与え、ニューロンの変性を誘導する視覚遺伝子やタンパク質マーカーの発現を障害する可能性があります。その後、網膜および視床の形態学的構造および生理学的反応が乱れ、最終的には視覚を媒介とする行動のパフォーマンスおよび個体のリクルートが損なわれる。環境汚染物質は血液-網膜バリアを越えて目に蓄積し、視覚系に直接影響を与える可能性がある。さらに、汚染物質はレチノイドや甲状腺のシグナル伝達を妨害することで、間接的に網膜の発達や機能を妨害する可能性が高い。しかし、視覚毒性の正確なメカニズムは、現在のところほとんどわかっていない。このレビューでは、網膜の発達と構造、および視覚科学を研究するための利用可能なツールについて簡単に説明します。また、視覚毒性学の進歩を詳細にまとめ、将来の視覚毒性研究の展望を論じています。

Visual system is increasingly recognized as a sensitive target of xenobiotics in aquatic ecosystems. Various environmental pollutants of distinct physicochemical properties are able to impair the retinal development and function of teleost fishes, including dioxin-like pollutants, flame retardants, pesticides, perfluoroalkyl acids, retinoic acids and metals. Considering the availability of developmental and functional database, zebrafish has been the most frequently used as the teleost model to study aquatic visual toxicology. A diversity of visual deficits has been displayed for fishes across multiple levels of biological organizations (e.g., molecule, cell, histology, physiology and behavior). Covering sensitive developmental windows of eyes during early embryogenesis, acute or chronic exposure to xenobiotics can disturb the expressions of visual gene and protein markers, which affect the retinal neurogenesis and induce degeneration of neurons. Morphological structures and physiological responses of retina and optic tectum are then disorganized, eventually compromising the performance of visually-mediated behaviors and recruitment of individuals. Environmental pollutants can cross the blood-retina barrier and accumulate in eyes, which might impact visual system directly. In addition, pollutants are very likely to interrupt retinal development and function indirectly by disturbing the signaling of retinoids and thyroid. However, exact mechanisms of visual toxicity are largely unknown currently. In this review, the development and structure of retina and available tools for studying visual science are described briefly. Advances in visual toxicology are summarized in detail and outlooks for future visual toxicity studies are discussed.

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