水晶体は組織学的には水晶体上皮細胞およびその分化した水晶体線維細胞という単一な細胞からなり，厚い基底膜である水晶体嚢によって包まれているという単純な構造を呈している．しかし水晶体はその透明性を維持するために他の器官にない特徴を有している．水晶体には血管，リンパ管および神経が存在していないことが大きな特徴の一つである．さらに水晶体は生涯成長を続けるが，水晶体嚢により外界と隔絶されているために細胞レペルでみてもその内容が入れ替わることはなく，水晶体核には胎生期の細胞や蛋白質がそのまま残っているという特徴を有している．
水晶体以外の透明な眼組織には角膜があり，なぜ角膜が透明であるかその詳細なメカニズムは｢角膜はなぜ透明なのか」に譲るが，水晶体においても同様のメカニズムを有しているので簡単に説明したい．角膜実質はコラーゲン線維と水分を含む多糖類からなるが，コラーゲン線維は規則正しく配列しており，さらにコラーゲン線維の直径および各コラーゲン線維の間隔よりも可視光線の波長(380〜750
nm)が長いために干渉されずに角膜を透過できる．さらに多糖類は水を吸収しやすいのでそのままでは前房水からどんどん水分が移動して角膜は膨化するが，内皮細胞層で絶えず水を汲み出して角膜実質を常に脱水状態に保っている．
水晶体の透明性維持機構についても同様のメカニズムが考えられている．すなわち，組織学的に水晶体は無血管組織であるために光が散乱することなく水晶体を透過することができる．水晶体上皮細胞は赤道部で線維細胞に分化するが，水晶体線維細胞は蛋白質の合成を盛んに行い，その後，細胞内器官を消失することにより均一構造を呈するようになる．さらに水晶体線維細胞同士の細胞間隙は角膜の場合と同様，可視光線の波長より短いために干渉されずに水晶体を透過していくことができる．表1に水晶体の透明性を維持する機構1)についてまとめ，以下に組織学的および生化学的に検討した．
マウス正常水晶体の内部構造について走査型電子顕微鏡で観察すると水晶体線維細胞は規則正しい層状構造を呈しており，さらに高倍率ではball
and socket joint構造を示して細胞同十強固な接着構造を示している．一方，マウスの放射線誘発白内障では線維細胞の層状構造は消失して水泡形成がみられる。光学顕微鏡レベルでも正常水晶体の赤道部では上皮細胞から分化した線維細胞が前後方向に成長しながら水晶体中心部に移動しているのがわかる(図2a).このとき線維細胞はミトコンドリア,
Golgi装置のほか多量の遊離リボソーム，粗面小胞体を含み，蛋白質合成が盛んであることがわかっている．線維細胞はさらに深部皮質に|句かうと次第に細胞核を失い，さらに細胞内小器官も消失して圧縮され脱水状態になって水晶体核を形成する．放射線誘発白内障では光顕レベルでも上皮細胞層は変性しており，線維細胞の層状構造は消失するとともに個々の細胞も膨化して水泡形成がみられる。
水晶体に存在する蛋白質にはａ -，β-， ｙ−クリスタリンcrystallin,膜蛋白質や細胞骨格蛋白質などを含んでいる．クリスタリンは水晶体蛋白質の約80％を占める構造蛋白質であるが，その合成は上皮細胞や皮質表層の線維細胞で行われる．合成されたばかりで２次元構造を示しているクリスタリンは構造蛋白質としての安定性を得るためにクリスタリン同士が凝集して３次元の球状構造となる．その際ａＢグリスタリン（ａクリスタリンにはＡ鎖とＢ鎖があり，高分子のａクリスタリンを形成している）は分子シャベロンの役割を発揮する．シャベロンとは若い未婚女性が社交界にデビューするときに介添えする年長の女性を意味し，クリスタリンが凝集して立体構造を形成するときにaBクリスタリンが手助けをするわけである．
水晶体細胞の膜蛋白質のうち水晶体に特徴的で主要な膜蛋白質に分子量26,000のmain
intrinsic protein (MEP) 26がある. MIP26は水晶体膜蛋白質の50％以上を占めるために，同様に水晶体細胞表面の50〜60％を占めるギャップ・ジャンクションgap
junctionの構成蛋白質と考えられていた．ギャップ・ジャンクションはイオンや分子量1,000以下の低分子を通過させる縱胞間結合であるが，現在はコネクシンconnexinがギャップ・ジャンクションを構成する基本蛋白質といわれている．すなわち，隣り合う上皮細胞の細胞膜にはそれぞれ6個のコネクシンよりなるコネクソンconnexonが存在し２個のコネクソンが連結するとチャンネルが開通してギャップ・ジャンクションとして機能する．コネクシンは哺乳類では20種類が報告されているが，ヒトおよびげっ歯類では水晶体のギャップ・ジャンクションはコネクシン46とコネクシン50が主要構成蛋白質と考えられている。
それでは水晶体におけるMIP26の役割は何であろうか．最近MIP26は水晶体に特異的に発現しているアクアポリンＯと同一であることが明らかとなった。
水は生命にとって不可欠な物質である．水のみを選択的に通す細孔である水チャンネルはアクアポリンaquaporin
(aquaは水, porinは孔)と呼ばれる膜蛋白質よりなり，ヒトには13個のアクアポリン(AQP
Ｏ〜AQP 12)が報告されている5).ヒト眼組織でみられるアクアポリンのうち眼疾患の発症に関連すると考えられているものは前述のAQP
０，最近話題になっている抗アクアポリン4抗体陽性視神経炎のAQP
４とSjogren症候群の発症に関与していると考えられているAQP
5がある。AQP Oは水晶体に特異的に発現しており，その遺伝子異常で白内障が起こることが報告されている。
AQP O とコネクシンが結合して細胞間輸送に関与している可能性を示した文献があり，ギャップ・ジャンクションと水チャンネルが共同して水晶体内部に水や代謝に必要な物質を輸送しているという仮説も成り立つ.AQP
Oは水を通すことによって水晶体の含水量を調節しており,
AQP Ｏの障害による白内障が存在している事実からも，水チャンネルと白内障の間には何らかの関連があると思われる．
水晶体はcrystalline lensと表記され，文字通り“結晶のような”水晶体は名前のごとく美しい水晶のように透明性を維持するためにさまざまなメカニズムを有しているが，そのホメオスタシスが崩れれば透明な水晶体は混濁して白内障が発症する．未だ明らかになっていない白内障の成因を明らかにするにあたって，水チャンネルをはじめとした上皮輸送系に関する研究の進展が待たれる。