# Comprehensive analysis of periocular mesenchyme composition, specification and function during anterior segment formation

> **NIH NIH R01** · UNIVERSITY OF KENTUCKY · 2020 · $379,514

## Abstract

PROJECT SUMMARY: 
 
Inherited congenital anterior segment dysgenesis (ASD) disorders are a major cause of vision 
impairment and blindness. They include developmental ocular deficiencies of the iris, cornea and lens 
in addition to significant predisposition, ~50%, to glaucoma. From various studies in recent years it 
has become clear that many congenital disorders and predispositions arise from early developmental 
defects, both major and subtle. Examining the developmental process giving rise to these essential 
components of the visual system is therefore a fruitful approach to studying the disease. The anterior 
segment derives largely from the early migrating neural crest cells that target specifically to the 
anterior of the developing retina and are loosely classified as periocular mesenchyme (POM). POM 
deficiency has been demonstrated in certain cases of ASD. I believe a major roadblock in efforts to 
treat and understand ASD has been the limited examination of POM biology and function during early 
ocular development. This hampers efforts to characterize the etiology of disease and screening in 
ASD families, in addition to delaying attempts at iPSC-­mediated approaches for treatment of ASD. To 
circumvent these problems, we aim to comprehensively characterize POM cell specification, 
migration, targeting, differentiation, and ultimately contribution to anterior segment dysgenesis. This is 
the next logical and necessary step in order for the field to continue the evolution of therapy and 
screening for glaucoma and ASD disorders. Our immediate goal is to test the hypothesis that POM 
cells delineate into various subpopulations and specify to become the anterior segment 
mesenchyme (ASM). To test our hypothesis we propose to employ the highly versatile zebrafish 
embryo model system and comprehensively examine POM cell development while cataloging their 
contribution to the anterior segment through genetic, molecular and cutting edge in vivo imaging 
approaches. Our specific aims are: Aim 1: Characterize specification and define the composition of 
the ASM the using a combination of gene expression analysis paired with light-­sheet in vivo time 
lapse imaging and confocal microscopy. Aim 2: Track the migratory behavior and lineage trace 
distinct populations of ASM during anterior segment formation using light-­sheet in vivo time lapse 
imaging and confocal microscopy paired with a novel fate mapping optogenetic tracing mechanism. 
Aim 3: Generate a comprehensive ASM transcriptome for screening novel targets in ASD patient 
samples using a combination of flow cytometry coupled to RNAseq and next generation exome 
sequencing.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9857607
- **Project number:** 5R01EY027805-03
- **Recipient organization:** UNIVERSITY OF KENTUCKY
- **Principal Investigator:** Jakub K Famulski
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $379,514
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2018-02-01 → 2023-01-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9857607

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9857607, Comprehensive analysis of periocular mesenchyme composition, specification and function during anterior segment formation (5R01EY027805-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9857607. Licensed CC0.

---

*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*