คัพภวิทยาของตาและอวัยวะรอบตา (Embryology of the Eye and Ocular Adnexa)

ดวงตาเป็นอวัยวะที่เกิดจากการยื่นออกมาของ “ส่วนหนึ่งของสมอง” การพัฒนาเริ่มต้นในสัปดาห์ที่ 3 ของการตั้งครรภ์จากร่องตา (optic groove) บนแผ่นประสาท และตาและอวัยวะประกอบถูกสร้างขึ้นจากเนื้อเยื่อสี่ชนิด ได้แก่ เอ็กโทเดิร์มผิวหนัง (surface ectoderm), เอ็กโทเดิร์มประสาท (neural ectoderm), เมโซเดิร์ม (mesoderm) และเซลล์คริสตาประสาท (neural crest cells) ซึ่งเหนี่ยวนำซึ่งกันและกัน ยีน PAX6 เป็นยีนหลักในการสร้างดวงตา และสัญญาณกรดเรติโนอิก (RA) ควบคุมการก่อตัวของถ้วยตา (optic cup) และการสร้างสัณฐานของส่วนหน้า (anterior segment) ความผิดปกติในกระบวนการพัฒนาทำให้เกิดโรคตาพิการแต่กำเนิด เช่น โคโลโบมา (coloboma), อนิริเดีย (aniridia) และไมโครพทาลเมีย (microphthalmia)

1. คัพภวิทยาของตาและอวัยวะประกอบคืออะไร

ดวงตาเป็นอวัยวะที่เกิดจากการยื่นออกมาของส่วนหนึ่งของสมองในระหว่างการพัฒนา จากส่วนหน้าของถุงสมองดั้งเดิม (primitive brain vesicle) จะมีส่วนยื่นออกมาสองข้างกลายเป็นถุงตาดั้งเดิม (primitive optic vesicle) จอประสาทตา (neural retina) และสมองมีต้นกำเนิดจาก เอ็กโทเดิร์มประสาท (neural ectoderm) เดียวกัน จึงอาจกล่าวได้ว่าเป็น “ส่วนหนึ่งของสมอง”

การพัฒนาของตัวอ่อนระยะแรก

การพัฒนาของตาเริ่มต้นด้วย การเกิดแกสทรูลา (gastrulation) บลาสทูลา (blastula) เปลี่ยนเป็นแกสทรูลา (gastrula) และเกิดชั้นเชื้อโรคสามชั้น ได้แก่ เอนโดเดิร์ม (endoderm), เมโซเดิร์ม (mesoderm) และเอ็กโทเดิร์ม (ectoderm) ภายในสัปดาห์ที่ 3 ของการพัฒนา ชั้นเชื้อโรคทั้งสามก่อตัวเป็นแผ่นตัวอ่อนสามชั้น (trilaminar embryonic disc)

ทันทีหลังการเกิดแกสทรูลา เกิด การสร้างท่อประสาท (neurulation) แผ่นประสาท (neural plate) พับเข้าด้านในเพื่อสร้างท่อประสาท (neural tube) และประมาณวันที่ 22 ของการตั้งครรภ์ ร่องตา (optic groove) ปรากฏบนรอยพับประสาท (neural folds) ภายในวันที่ 25 ร่องตาพัฒนาเป็น ถุงตา (optic vesicle)

การก่อตัวของถ้วยตา

เมื่อปลายส่วนปลายของถุงตาเข้าใกล้เอ็กโทเดิร์มผิวหนัง เอ็กโทเดิร์มผิวหนังจะหนาตัวขึ้นกลายเป็น แผ่นเลนส์ (lens plate) ผนังด้านหน้าของถุงตาจะบุ๋มเข้าไปใกล้ผนังด้านหลัง เกิดเป็นโครงสร้างรูปถ้วยผนังสองชั้นเรียกว่า ถ้วยตา (optic cup)

ส่วนที่เป็นท่อเชื่อมต่อระหว่างถ้วยตากับโพรงสมองเรียกว่า ก้านตา (optic stalk) ก้านตาจะพัฒนาเป็นเส้นประสาทตาในที่สุด

เนื้อเยื่อสี่ชนิดที่มีส่วนในการพัฒนาของตา

ตาและอวัยวะประกอบประกอบด้วยเนื้อเยื่อสี่ชนิดดังต่อไปนี้:

เอ็กโทเดิร์มผิวหนัง

เยื่อบุกระจกตา: แยกตัวหลังจากการแยกตัวของถุงเลนส์

เลนส์ตา: เกิดจากการบุ๋มตัวของเอ็กโทเดิร์มผิวชั้นนอก

เยื่อบุหนังตาและเยื่อบุตา: มีต้นกำเนิดจากเอ็กโทเดิร์มผิวชั้นนอก

ต่อมน้ำตาและต่อมไมโบม: พัฒนาจากเยื่อบุตา

เอ็กโทเดิร์มประสาท

จอประสาทตาและเยื่อบุผิวสีจอประสาทตา: แยกตัวจากแผ่นชั้นในและชั้นนอกของถ้วยตา

เยื่อบุผิวของม่านตาและซิลิอารีบอดี: มีต้นกำเนิดจากขอบหน้าของถ้วยตา

เส้นประสาทตา: เกิดจากแอกซอนของเซลล์ปมประสาทจอประสาทตา

วุ้นตา: มีส่วนร่วมมากที่สุดในเชิงปริมาตร

มีโซเดิร์ม

กล้ามเนื้อนอกลูกตา: เกิดจากโซไมโตเมียร์ก่อนหู

ไขมันในเบ้าตาและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน: มีต้นกำเนิดจากมีโซเดิร์ม

โครงข่ายหลอดเลือดคอรอยด์: ถูกเหนี่ยวนำจากมีโซเดิร์มรอบถ้วยตา

เนื้อเยื่อรอบกล้ามเนื้อซิลิอารี: การมีส่วนร่วมจากมีโซเดิร์ม

เซลล์นิวรัลครีส (ชั้นตัวอ่อนที่สี่)

สโตรมาและเอนโดทีเลียมของกระจกตา: เกิดจากการเคลื่อนที่ของเซลล์นิวรัลครีสต์

สโตรมาของม่านตา: ความเข้มข้นของเมลานินเป็นตัวกำหนดสีม่านตา

ตาขาวและทrabecular meshwork: มีต้นกำเนิดจากนิวรัลครีสต์

กระดูกเบ้าตา: เกิดการสร้างกระดูกส่วนใหญ่จากสายนิวรัลครีสต์

นิวรัลครีสต์เป็นโครงสร้างที่เกิดขึ้นชั่วคราวระหว่างเอ็กโทเดิร์มผิวหนังและนิวรัลเพลตระหว่างการสร้างนิวรัลทูบในสัตว์มีกระดูกสันหลัง และถูกเรียกว่า “ชั้นเนื้อเยื่อที่สี่” เนื่องจากความสำคัญ เซลล์นิวรัลครีสต์เคลื่อนที่ไปยังส่วนต่างๆ ของเอ็มบริโอผ่านการสูญเสียสภาพเยื่อบุผิวและการเปลี่ยนผ่านเยื่อบุผิว-มีเซนไคม์ และมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาดวงตา

Q การพัฒนาของตาเริ่มต้นเมื่อใด?

การพัฒนาของตาเริ่มต้นในสัปดาห์ที่ 3 ของการตั้งครรภ์ (ประมาณวันที่ 22) โดยมีร่องตา (optic sulcus) ปรากฏบนนิวรัลเพลต ภายในวันที่ 25 จะพัฒนาเป็นถุงตา (optic vesicle) จากนั้นผ่านการก่อตัวของถ้วยตา (optic cup) เพื่อการแยกความแตกต่างของเนื้อเยื่อต่างๆ โครงสร้างพื้นฐานของลูกตาถูกสร้างขึ้นในช่วงทารกในครรภ์ และการสมบูรณ์ของจอประสาทตาส่วนกลาง (macula) ดำเนินต่อไปจนถึง 16 สัปดาห์หลังคลอด

3. สาเหตุและปัจจัยเสี่ยง

การพัฒนาปกติของดวงตาถูกควบคุมอย่างแม่นยำโดยยีนหลายตัวและสัญญาณโมเลกุล ความผิดปกติในปัจจัยเหล่านี้ทำให้เกิดโรคตาที่มีมาแต่กำเนิด

ยีนหลักที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาดวงตา

ยีน	หน้าที่และโรคที่เกี่ยวข้อง
PAX6	ยีนหลักในการสร้างดวงตา การกลายพันธุ์ทำให้เกิดภาวะไม่มีม่านตา (aniridia), coloboma, ตามเล็ก (microphthalmia) และ Peters anomaly
SHH	แบ่งลานสายตาหนึ่งเดียวเป็นสองตา การกลายพันธุ์ทำให้เกิดตาข้างเดียว (cyclopia)
PAX2	จำเป็นต่อการสร้างก้านตาและการปิดรอยแยกของตัวอ่อน

ยีน PAX6 เป็นยีนควบคุมหลักที่จำเป็นต่อการสร้างดวงตา ถูกค้นพบจากการศึกษาพัฒนาการของแมลงหวี่ ในมนุษย์ ยีนนี้ถูกระบุว่าเป็นยีนที่ทำให้เกิดภาวะไม่มีม่านตา (aniridia) ยีน PAX6 อยู่ติดกับยีนยับยั้งเนื้องอก WT1 บนโครโมโซม 11p13 และเมื่อทั้งสองหายไปจะทำให้เกิดกลุ่มอาการ WAGR (เนื้องอก Wilms, ไม่มีม่านตา, ความผิดปกติของอวัยวะสืบพันธุ์และทางเดินปัสสาวะ, ปัญญาอ่อน)

ความผิดปกติของวิถีสัญญาณกรดเรติโนอิก

กรดเรติโนอิก (RA) เป็นโมเลกุลสัญญาณที่จำเป็นต่อการพัฒนาดวงตา ¹⁾ เรตินอล (วิตามินเอ) ถูกเปลี่ยนเป็นเรตินัลโดย RDH10 จากนั้นเป็น RA โดย ALDH1A1, ALDH1A2 และ ALDH1A3 ¹⁾.

ในมนุษย์ การกลายพันธุ์ในยีนวิถีสัญญาณ RA สี่ชนิด: RBP4, STRA6, ALDH1A3, RARB รวมถึง PITX2, FOXC1 ที่ถูกควบคุมโดย RA สัมพันธ์กับภาวะไม่มีลูกตาและตาลูกเล็ก ¹⁾.

การกลายพันธุ์ของ PITX2 ทำให้เกิดกลุ่มอาการ Axenfeld-Rieger และการกลายพันธุ์ของ FOXC1 ทำให้เกิดความผิดปกติของส่วนหน้าของดวงตา ¹⁾.

โรคตาพิการแต่กำเนิดจากความผิดปกติของการเจริญ

คอโลโบมา (รอยแยกของคอรอยด์) เป็นความผิดปกติแต่กำเนิดที่เกิดจากการปิดรอยแยกของตัวอ่อนไม่สมบูรณ์ รอยแยกของตัวอ่อนเริ่มปิดจากส่วนกลางประมาณสัปดาห์ที่ 6 ของการตั้งครรภ์และเสร็จสมบูรณ์ในสัปดาห์ที่ 7 หากการปิดถูกขัดขวาง จะเหลือรอยแยกที่ยื่นลงมาจากรูม่านตา ทำให้เกิดคอโลโบมาของม่านตา คอโลโบมาของคอรอยด์ คอโลโบมาขนาดใหญ่ และมักมีตาลูกร่วมด้วย

Q การกลายพันธุ์ของยีน PAX6 ทำให้เกิดโรคตาอะไรบ้าง?

ยีน PAX6 เป็นยีนควบคุมหลักของการสร้างดวงตา การกลายพันธุ์ทำให้เกิดภาวะไม่มีม่านตา คอโลโบมา ตาลูกเล็ก ความผิดปกติของ Peters และภาวะจอประสาทตาส่วนกลางเจริญไม่เต็มที่ นอกจากนี้ การสูญเสียร่วมกับยีน WT1 ที่อยู่ติดกันทำให้เกิดกลุ่มอาการ WAGR (เนื้องอก Wilms, ไม่มีม่านตา, ความผิดปกติของอวัยวะสืบพันธุ์และทางเดินปัสสาวะ, ปัญญาอ่อน)

6. พยาธิสรีรวิทยาและกลไกการเกิดโรคโดยละเอียด

หัวข้อนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดกระบวนการพัฒนาของเนื้อเยื่อตาต่างๆ ตามลำดับเวลา

การก่อตัวของถ้วยตาและถุงเลนส์ (สัปดาห์ที่ 4-6 ของการตั้งครรภ์)

ในช่วงต้นสัปดาห์ที่ 3 ของการตั้งครรภ์ ร่องตา (optic sulcus) จะปรากฏขึ้นที่ส่วนกลางของแผ่นประสาท นี่คือจุดเริ่มต้นของการพัฒนาอวัยวะรับภาพ ในช่วงปลายสัปดาห์ที่ 3 ทั้งสองข้างของแอ่งตา (optic pit) จะขยายตัวเป็นถุงและก่อตัวเป็น ถุงตา (optic vesicle)

ในสัปดาห์ที่ 4 ของการตั้งครรภ์ ผนังด้านหน้าของปลายส่วนปลายของถุงตาจะเข้าใกล้เอ็กโทเดิร์มผิวหนัง และเกิดแผ่นเลนส์ (lens placode) ขึ้น หลังจากนั้น ผนังด้านหน้าของถุงตาจะบุ๋มเข้าไปกลายเป็น ถ้วยตา (optic cup) และแผ่นเลนส์จะหนาตัวและบุ๋มเข้าไปกลายเป็น ถุงเลนส์ (lens vesicle) ภายในถ้วยตาภายในสัปดาห์ที่ 5

รอยแยกปรากฏขึ้นที่ส่วนล่างของถ้วยตา (รอยแยกตา (optic fissure)) และรอยแยกยังปรากฏที่ผนังด้านล่างของก้านตา (optic stalk) ด้วย ทั้งสองอย่างรวมกันเรียกว่า รอยแยกของตัวอ่อน (embryonic fissure) หลอดเลือดแดงไฮยาลอยด์ (hyaloid artery) ซึ่งแยกจากหลอดเลือดแดงตาด้านหลัง (dorsal optic artery) จะเข้าสู่ถ้วยตาผ่านรอยแยกของตัวอ่อน การปิดเริ่มจากส่วนกลางประมาณสัปดาห์ที่ 6 และเสร็จสมบูรณ์ในสัปดาห์ที่ 7

การเปลี่ยนแปลงของแผ่นชั้นในและชั้นนอกของถ้วยตา

แผ่นชั้นในและชั้นนอกของถ้วยตาในตอนแรกเป็นเยื่อบุผิวทรงกระบอกหลายชั้นเหมือนกัน แต่ต่อมามีชะตากรรมที่แตกต่างกัน

แผ่นชั้นใน จะหนาตัวขึ้นเนื่องจากการแบ่งเซลล์ที่รุนแรงและเปลี่ยนแปลงเป็นจอประสาทตารับความรู้สึก (จอประสาทตา) อย่างไรก็ตาม ในบริเวณใกล้ขอบม่านตา จะไม่หนาตัวและยังคงเป็นเยื่อบุผิวรูปลูกบาศก์ชั้นเดียว ก่อตัวเป็นส่วนเยื่อบุผิวของซิลิอารีบอดีและม่านตา

แผ่นชั้นนอก จะบางลงเมื่อถ้วยตาขยายตัว และเม็ดเมลานินจะปรากฏขึ้นในช่วงปลายสัปดาห์ที่ 5 เพื่อเปลี่ยนแปลงเป็น เยื่อบุผิวรงควัตถุจอประสาทตา (RPE) ที่น่าสังเกตคือ เยื่อบุผิวรงควัตถุจอประสาทตาเป็นเนื้อเยื่อที่มีเม็ดสีเพียงชนิดเดียวในร่างกายที่ไม่ได้มีต้นกำเนิดจากเซลล์ประสาทคริสต้า (neural crest cells)

ส่วนที่แผ่นชั้นในพับกลับไปยังแผ่นชั้นนอกจะก่อให้เกิดรูกลมสมบูรณ์ที่หันไปทางด้านหน้า ซึ่งจะเป็น รูม่านตา ในอนาคต

การพัฒนาเลนส์ตา

เมื่อถุงเลนส์แยกตัวจากเอ็กโทเดิร์มผิวหนังและถูกห่อหุ้มโดยส่วนหน้าของถ้วยตา เยื่อฐานของเซลล์เยื่อบุผิวชั้นเดียวจะกลายเป็น แคปซูลเลนส์ เซลล์ของผนังด้านหน้ายังคงเป็นเยื่อบุผิวเลนส์ชั้นเดียว ในขณะที่เซลล์ของผนังด้านหลังจะยืดยาวไปข้างหน้าเป็น เส้นใยเลนส์ปฐมภูมิ

ในสัปดาห์ที่ 6-7 โพรงของถุงเลนส์จะหายไปและเกิด นิวเคลียสของทารกในครรภ์ชั้นใน เซลล์บริเวณเส้นศูนย์สูตรจะแบ่งตัวและเพิ่มจำนวนเพื่อสร้าง นิวเคลียสของทารกในครรภ์ชั้นนอก จากนั้น เส้นใยเลนส์ทุติยภูมิ จะถูกเพิ่มเข้ามาทางด้านนอกอย่างต่อเนื่อง เส้นใยเลนส์ทุติยภูมิจะพัฒนาต่อไปตลอดชีวิต

เลนส์ตามีต้นกำเนิดจากเยื่อบุผิวเอ็กโทเดิร์ม และเนื้อเยื่อมีเซนไคม์ไม่มีส่วนร่วมในการสร้าง ในช่วงระยะตัวอ่อน เลนส์ตาได้รับสารอาหารจาก เยื่อหุ้มหลอดเลือดของเลนส์ (ซึ่งมีต้นกำเนิดจากหลอดเลือดแดงไฮยาลอยด์)

การเปลี่ยนแปลงของจอประสาทตาส่วนประสาท

จากแผ่นชั้นในของถ้วยตาก่อให้เกิดจอประสาทตาส่วนประสาท เยื่อบุผิวม่านตา และเยื่อบุผิวไม่มีสีของซิลิอารีบอดี ส่วนจากแผ่นชั้นนอกก่อให้เกิดเยื่อบุผิวรงควัตถุจอประสาทตา เยื่อบุผิวมีสีของซิลิอารีบอดี และกล้ามเนื้อขยายและหดรูม่านตา

การแบ่งตัวของจอประสาทตาส่วนประสาทเกิดขึ้นในสองขั้นตอน

ขั้นที่ 1 (การแบ่งตัวตามแนวตั้ง): ชั้นนิวโรบลาสต์แบ่งตัวเป็นชั้นนิวโรบลาสต์ชั้นในและชั้นนอก จากชั้นใน เซลล์ปมประสาทจะแบ่งตัวก่อน ตามด้วยเซลล์มึลเลอร์ เซลล์สองขั้ว เซลล์อะแมครีน และเซลล์แนวนอน จากชั้นนอก เซลล์รับแสงจะแบ่งตัว เซลล์รูปกรวยปรากฏในเดือนที่สามของการตั้งครรภ์ เซลล์รูปแท่งในเดือนที่สี่

ขั้นที่ 2 (การแบ่งตัวตามแนวนอน): การแบ่งตัวดำเนินจากขั้วหลังไปยังส่วนรอบนอก การพัฒนาของจอประสาทตาเกือบสมบูรณ์ในเดือนที่เก้าของการตั้งครรภ์ ยกเว้นจุดรับภาพ การแบ่งตัวของจุดรับภาพเริ่มในเดือนที่หกของการตั้งครรภ์ การสร้างแอ่งกลางตาเริ่มในเดือนที่เจ็ด และการสร้างเนื้อเยื่อดำเนินต่อไปจนถึงสัปดาห์ที่ 16 หลังคลอด

การพัฒนาของวุ้นตา

วุ้นตาถูกสร้างขึ้นในสามระยะ

ระยะ	ช่วงเวลา	ลักษณะ
วุ้นตาปฐมภูมิ	ตั้งแต่สัปดาห์ที่ 6 ของการตั้งครรภ์	รวมถึงหลอดเลือดแดงไฮยาลอยด์ หลังการถดถอย ท่อคลอเกต์ยังคงอยู่
วุ้นตาทุติยภูมิ	ตั้งแต่สัปดาห์ที่ 9 ของการตั้งครรภ์	ร่างแหไร้เซลล์ ประกอบเป็นส่วนใหญ่ของวุ้นตาที่เจริญเต็มที่
วุ้นตาตติยภูมิ	ช่วงปลายของการตั้งครรภ์	สร้างเส้นใยยึดเลนส์ปรับตา (โซนูลของซินน์)

เมื่อหลอดเลือดแดงไฮยาลอยด์เสื่อมและหายไปในช่วงปลายของการตั้งครรภ์ ตัวแก้วตาปฐมภูมิก็หายไปเช่นกัน แขนงที่วิ่งไปตามพื้นผิวของแผ่นชั้นในของถ้วยแก้วตายังคงอยู่เป็น หลอดเลือดแดงและหลอดเลือดดำจอประสาทตาส่วนกลาง

การพัฒนาของเส้นประสาทตา

ในสัปดาห์ที่ 6 ของการตั้งครรภ์ เซลล์ปมประสาทจอประสาทตาปรากฏขึ้น แอกซอนของพวกมันผ่านชั้นในสุดของจอประสาทตา เจาะแผ่นชั้นในของถ้วยแก้วตาที่หัวประสาทตา และยื่นเข้าไปในก้านแก้วตา ในสัปดาห์ที่ 7 ไปถึงจุดไขว้ประสาทตา และยื่นผ่าน lateral geniculate body ไปยังสมองกลีบท้ายทอย

ในเดือนที่ 3 ของการตั้งครรภ์ เยื่อเพีย ถูกสร้างขึ้นจากเซลล์นิวรัลคริสต์รอบก้านแก้วตา ในเดือนที่ 5 เยื่อดูรา ปรากฏขึ้น และในเดือนที่ 6 เยื่ออะแร็กนอยด์ แยกตัว การสร้างปลอกไมอีลินเริ่มในเดือนที่ 5 ที่ lateral geniculate body และดำเนินไปสู่จอประสาทตา

การพัฒนาของกระจกตาและมุมห้องหน้าลูกตา

หลังจากการแยกตัวของถุงเลนส์ในสัปดาห์ที่ 4 ของการตั้งครรภ์ เอ็กโทเดิร์มผิวหนังแยกตัวเป็น เยื่อบุกระจกตา ในสัปดาห์ที่ 6 เซลล์นิวรัลคริสต์เข้าไประหว่างเยื่อบุกระจกตาและเลนส์เพื่อสร้าง เยื่อโบว์แมนและเอนโดทีเลียมกระจกตา จากนั้นเซลล์นิวรัลคริสต์เข้าอีกครั้งเพื่อสร้าง สโตรมาของกระจกตา

ในสัปดาห์ที่ 7 ของการตั้งครรภ์ เซลล์นิวรัลคริสต์เข้าไประหว่างเอนโดทีเลียมกระจกตาและเลนส์เพื่อสร้างเยื่อม่านตาและสโตรมาของม่านตา ในเดือนที่ 3-4 คลองชเล็มม์ก่อตัว ห้องหน้าปรากฏ และ trabecular meshwork ของมุม ก็สร้างจากเซลล์นิวรัลคริสต์เช่นกัน

การพัฒนาของม่านตา ซิลิอารีบอดี คอรอยด์ และตาขาว

ม่านตา: ในเดือนที่ 3 ของการตั้งครรภ์ เยื่อบุผิวม่านตาสองชั้น (หน้าและหลัง) ถูกสร้างจากขอบหน้าของถ้วยแก้วตา กล้ามเนื้อหูรูดรูม่านตาเริ่มแยกตัวในเดือนที่ 4 และเสร็จในเดือนที่ 8 กล้ามเนื้อขยายรูม่านตาเริ่มแยกตัวในเดือนที่ 6 และเสร็จหลังคลอด กล้ามเนื้อภายในของม่านตามีต้นกำเนิดจากนิวรัลเอ็กโทเดิร์ม

ซิลิอารีบอดี: ในเดือนที่ 3 ของการตั้งครรภ์ รอยพับเกิดขึ้นบนแผ่นชั้นในและชั้นนอกของถ้วยแก้วตาเพื่อสร้างซิลิอารีโพรเซส สโตรมาของซิลิอารีบอดีและกล้ามเนื้อซิลิอารีถูกสร้างจากเซลล์นิวรัลคริสต์

คอรอยด์: ในสัปดาห์ที่ 5 ของการตั้งครรภ์ เม็ดเมลานินปรากฏในเยื่อบุผิวรงควัตถุจอประสาทตา และเครือข่ายเส้นเลือดฝอยถูกเหนี่ยวนำจากเนื้อเยื่อมีเซนไคม์รอบถ้วยแก้วตา ในเดือนที่ 4 เครือข่ายหลอดเลือดคอรอยด์ก่อตัว

ตาขาว: ในสัปดาห์ที่ 7 ของการตั้งครรภ์ การสร้างเริ่มจากเซลล์นิวรัลคริสต์ที่ขอบหน้าของถ้วยแก้วตา ยื่นไปทางด้านหลังและถึงขั้วหลังในเดือนที่ 5

การพัฒนาของเปลือกตา ต่อมน้ำตา กล้ามเนื้อนอกลูกตา และเบ้าตา

เปลือกตา: ในสัปดาห์ที่ 6 ของการตั้งครรภ์ รอยพับสองรอยเกิดขึ้นเหนือและใต้ตา ในเดือนที่ 3 รอยพับเหล่านี้เชื่อมติดกันชั่วคราว และการแยกกลับเริ่มในเดือนที่ 6 และเสร็จในเดือนที่ 7 เยื่อบุเยื่อบุตา ขนตา และต่อมต่างๆ (ต่อมมอลล์ ต่อมไซส์ ต่อมไมโบเมียน) พัฒนาจากเอ็กโทเดิร์มผิวหนัง ในขณะที่กล้ามเนื้อออร์บิคิวลาริสโอคูไลและทาร์ซัสพัฒนาจากมีโซเดิร์ม

ต่อมน้ำตา: ในสัปดาห์ที่ 10 ของการตั้งครรภ์ เซลล์ฐานของเยื่อบุเยื่อบุตาในบริเวณฟอร์นิกซ์บนด้านขมับบุกรุกเนื้อเยื่อมีเซนไคม์เพื่อสร้างต่อม การหลั่งน้ำตาแบบรีเฟล็กซ์อาจไม่เริ่มจนกระทั่ง 1-3 สัปดาห์หลังคลอด

กล้ามเนื้อนอกลูกตา: ในสัปดาห์ที่ 4 ของตัวอ่อน เนื้อเยื่อมีเซนไคม์รอบๆ ถ้วยแก้วนำแสงจะรวมตัวกันเป็นปฐมภูมิ ในสัปดาห์ที่ 8 กล้ามเนื้อเรกตัสทั้ง 4 และกล้ามเนื้อเฉียงทั้ง 2 จะแยกตัวออก และกล้ามเนื้อลิเวเตอร์พาลพีบราซุพีเรียร์จะแยกจากกล้ามเนื้อเรกตัสซุพีเรียร์

เบ้าตา: กระดูกเบ้าตาส่วนใหญ่มาจากนิวรัลคริสต์ และการสร้างกระดูกแบบเยื่อเริ่มขึ้นในสัปดาห์ที่ 6 ของตัวอ่อน กระดูกสฟีนอยด์และเอทมอยด์พัฒนาผ่านการสร้างกระดูกแบบเอนโดคอนดรัล

บทบาทของสัญญาณกรดเรติโนอิก

กรดเรติโนอิก (RA) ควบคุมสองขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาดวงตา ¹⁾

ขั้นตอนที่ 1: การสร้างถ้วยแก้วนำแสง (เทียบเท่า E8.5–E10.5 ในหนู) RA จำเป็นต่อการสร้างถ้วยแก้วนำแสงโดยการบุ๋มตัว (พับ) ของถุงแก้วนำแสง ¹⁾ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การบุ๋มตัวของถุงแก้วนำแสงด้านท้องถูกยับยั้งเมื่อขาด RA ¹⁾ Aldh1a2 ผลิต RA ในมีเซนไคม์รอบดวงตาที่ E8.5–E9.5 และการสูญเสียการสังเคราะห์ RA ในระยะนี้นำไปสู่ความล้มเหลวในการสร้างถ้วยแก้วนำแสง ¹⁾

ขั้นตอนที่ 2: การสร้างสัณฐานของส่วนหน้า (หลัง E10.5 ในหนู) RA ถูกผลิตในจอประสาทตาด้านหลัง (Aldh1a1) และด้านท้อง (Aldh1a3) และแพร่กระจายไปยัง มีเซนไคม์รอบดวงตา ที่มาจากนิวรัลคริสต์ภายนอกถ้วยแก้วนำแสง ¹⁾ การสูญเสีย RA ทำให้เกิดการเพิ่มจำนวนของมีเซนไคม์มากเกินไป ส่งผลให้ตาเล็ก กระจกตาผิดปกติ และเปลือกตาผิดปกติ ¹⁾

RA กระตุ้น Pitx2 ในมีเซนไคม์รอบดวงตา และ Pitx2 เหนี่ยวนำ Dkk2 (ศัตรูของ WNT) เพื่อยับยั้งสัญญาณ WNT ซึ่งจำกัดการเพิ่มจำนวนมากเกินไปของมีเซนไคม์ ¹⁾

Q กรดเรติโนอิกมีส่วนเกี่ยวข้องในการพัฒนาดวงตาอย่างไร?

กรดเรติโนอิก (RA) เป็นเมแทบอไลต์ที่ออกฤทธิ์ของวิตามินเอ ซึ่งควบคุมสองขั้นตอนในการพัฒนาดวงตา: การสร้างถ้วยแก้วนำแสงและการสร้างสัณฐานของส่วนหน้า RA ถูกผลิตในจอประสาทตาและแพร่กระจายไปยังมีเซนไคม์รอบดวงตาที่มาจากนิวรัลคริสต์ ยับยั้งสัญญาณ WNT ผ่านวิถี Pitx2-Dkk2 การกลายพันธุ์ในยีนของวิถีสัญญาณ RA ทำให้เกิดโรคตาพิการแต่กำเนิด เช่น ภาวะไม่มีลูกตาและตาเล็ก

7. งานวิจัยล่าสุดและแนวโน้มในอนาคต

การระบุยีนเป้าหมายโดยตรงของ RA

สัญญาณ RA ทำงานผ่านการจับของตัวรับ RA ในนิวเคลียส (RAR) กับองค์ประกอบตอบสนองต่อ RA (RARE) เพื่อควบคุมการถอดรหัส ¹⁾ อย่างไรก็ตาม ยีนเป้าหมายโดยตรงของ RA ในการพัฒนาดวงตายังไม่ถูกระบุ ¹⁾ มี RARE หลายพันแห่งในจีโนมของหนูและมนุษย์ และการแสดงออกของยีนหลายพันยีนผันผวนเมื่อขาด RA ดังนั้นการระบุเป้าหมายโดยตรงจึงไม่ใช่เรื่องง่าย ¹⁾

แนวทางอีพีเจเนติกส์

ในงานวิจัยล่าสุด ได้มีการพัฒนาวิธีการตรวจหาการสะสมของ H3K27ac (เครื่องหมายการกระตุ้นยีน) และ H3K27me3 (เครื่องหมายการยับยั้งยีน) ที่ขึ้นกับ RA โดยใช้ ChIP-seq และบูรณาการกับข้อมูล RNA-seq เพื่อจำกัดยีนเป้าหมายโดยตรงให้แคบลง ¹⁾ วิธีการนี้ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วในเนื้อเยื่อลำตัว หากนำไปประยุกต์ใช้กับการพัฒนาดวงตา คาดว่าจะสามารถระบุยีนเป้าหมายของ RA ได้อย่างครอบคลุม ¹⁾

แบบจำลองการน็อกเอาต์ Rdh10

RDH10 เป็นเอนไซม์เพียงชนิดเดียวที่รับผิดชอบขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์ RA (การเปลี่ยนเรตินอลเป็นเรตินัล) และหนูที่ถูกน็อกเอาต์ยีน Rdh10 สามารถมีชีวิตอยู่ได้จนถึง E10.5 โดยไม่มีกิจกรรม RA ในถุงแก้วตาและแสดงความผิดปกติของถ้วยตา ¹⁾ โมเดลนี้จัดการทดลองได้ง่ายกว่าการน็อกเอาต์สามยีน Aldh1a1/Aldh1a2/Aldh1a3 และจะเป็นโมเดลที่มีประโยชน์ในการอธิบายกลไกการสร้างถ้วยตาในอนาคต ¹⁾

8. เอกสารอ้างอิง

Duester G. Towards a Better Vision of Retinoic Acid Signaling during Eye Development. Cells. 2022;11(3):322.
Morax S, Hurbli T. The management of congenital malpositions of eyelids, eyes and orbits. Eye (Lond). 1988;2 ( Pt 2):207-19. PMID: 3143607.
Paulsen FP, Berry MS. Mucins and TFF peptides of the tear film and lacrimal apparatus. Prog Histochem Cytochem. 2006;41(1):1-53. PMID: 16798129.