Ocular circulation was known as separated two circulations, anterior and posterior circulation. In anterior circulation, there is trabecular and uveoscleral outflow. However, posterior circulation has not been fully understood yet. Some molecules including human amyloid-beta 1-42 can pass through the directly optic nerve via the lamina cribrosa (LC) mesh-like membranous structure at the same level as the sclera. But it is still elusive that understand the pathway of the non-axonal transported molecules such as ovalbumin (OVA) and dextran which is not able to pass the optic nerve. Herein, we revealed the route of the posterior circulation pathways to OVA. Uptake signals of the intravitreally injected OVA in CX3CR1-GFP+ cells were accumulated at the optic nerve head (ONH) and connected from the superficial retina to ONH until in front of the LC. Although any OVA signal wasn’t detected in an optic nerve and the RPE layer, uptake signals of OVA in CX3CR1-GFP+ cells were connected to choroidal layers. The central retinal vein from the proximal retinal vein to the retinal vein of the ONH has increased PLVAP (Plasma lemma vesicle-associated protein) expression even in healthy mice. Uptake signals of the OVA continued to the peripheral choroid and intra-scleral venous plexus (ISVP), which is connected between the conjunctiva and choroid. And any signals wasn’t detected in the Schlemm’s canal most common pathway of the anterior circulation. Finally, intravitreally injected OVA was detected in typical lymphatics of the conjunctiva and superficial cervical lymph nodes via ISVP. Vice versa, subconjunctivally injected molecules such as ovalbumin, amyloid beta and lectin was also detected in the choroidal layers and the subconjunctival clodronate liposome depletion worked in choroidal macrophages. However, uptake signals of OVA were different by methods respectively, intravitreal and intravenous injection. The subconjunctivally and intravitreally injected ovalbumin can’t be found in the vortex vein, although intravenous clodronate liposome didn’t work for the choroidal macrophages. Our data showed the existence of a non-axonal molecular transport pathway which is independent to systemic choroid circulation, providing new insight for understanding the posterior circulation related to the pathophysiology of the ONH and ISVP.
안구의 순환시스템은 크게 전방순환과 후방순환 두 가지로 나누어진다. 전방순환에는 트라베큘라 메쉬워크를 통한 길과 공포도막 유출로가 잘 알려져 있다. 하지만 후방순환에 대해서는 정확히 알려진 바가 없다. 사람 아밀로이드 1-42 단백질을 포함한 일부의 분자들과 벡터로 사용되는 일부 바이러스 등 은 시신경을 통해 들어가서 라미나 크리브로자 라는 공막에 붙어있는 망형 막 구조물을 직접 통과할 수 있다. 하지만 이러한 라미나 크리브로자를 통과하지 못한다고 알려진 덱스트란 및 난알부민과 같은 비시신경경우 통로에 대해서는 많이 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 이러한 분자 중 하나인 유리체내 난알부민의 후방순환의 경로를 시각화 하는 것을 목표로 한다. CX3CR1-GFP 유전자 변형 미세교세포 표지자 마우스를 통해 탐식 신호를 통해 형광 부착 난알부민이 시신경유두 부근에 모이는 것을 관찰하였으며, 이러한 작용들은 망막의 표층에서부터 시신경유두까지 이어져 있고, 라미나 크리브로자 앞에서까지 지속되었다. 난알부민의 경우에는 시신경과 RPE층 모두에서도 전혀 발견이 되지 않았지만, 맥락막층에서 발견되었다. 그리고 이 시신경층 주변의 정맥에서는 통과세포외배출을 나타내는 PLVAP 단백질이 발현되어있음을 알게 되었다. 그리고 난알부민은 맥락막에서부터 공막경유 얼기까지 뻗어있었으며, 이 부위는 맥락막과 결막사이에 분포하여 양 조직을 연결하고 있다. 그리고 공막경유 얼기는 위치적으로 전방순환에 중요한 쉴렘관과 근접해 있어, 전방순환을 통한 유입을 확인하였지만, 난알부민을 포함한 다른 물질의 신호를 찾을 수 없었다. 최종적으로 결막의 전형적인 림프관에서 난알부민 신호를 확인할 수 있었고, 표층 경림프절에서도 신호를 확인할 수 있었다. 그리고 반대로, 결막하를 통한 난알부민과 사람아밀로이드 그리고 렉틴 등의 분자들이 맥락막으로 갈 수 있음을 확인하였다. 결막하 클로드로네이트를 주사하게 되면 맥락막 대식세포들이 사멸하는 것들도 확인할 수 있었다. 그리고 결막하 주사와 정맥 주사에 따라 난알부민의 맥락막분포가 다름을 확인하였다. 유리체내 주사술과 결막하주사술을 통한 난알부민은 맥락막의 유출 정맥에 확인되지 않으며, 정맥주사를 통한 클로드로네이트를 주사한 것들은 맥락막 대식세포에 영향을 주지 않았다. 본 연구에서 시각화한 내용은 시신경을 통과하지 못하는 분자들의 후방순화로의 존재를 나타내었고, 이는 맥락막 전신순환과는 다른 경로를 통한다는 것을 보여주었다. 이 결과는 앞으로 후방순환에 관련된 시신경유두와 공막경유얼기의 병리, 생리적 이해를 향상시키는 것에 도움이 될것이다.
