外源性脑源性神经营养因子对淀粉样β蛋白1-40致视网膜变性的神经保护

doi:10.4103/1673-5374.346546

摘要/Abstract

摘要：

淀粉样β蛋白在青光眼患者视网膜中的改变与在阿尔茨海默病患者的大脑改变相似。脑源性神经营养因子（BDNF）的水平下降与淀粉样β蛋白（Aβ）的神经毒性作用有关。为了解脑源性神经营养因子对淀粉样β1-40蛋白（Aβ1-40）诱导的Sprague Dawley大鼠视网膜损伤的神经保护作用机制，实验随机给予大鼠玻璃体内注射磷酸盐缓冲溶液（对照）、Aβ1-40（5 nM）或Aβ1-40（5 nM）+脑源性神经营养因子（1 µg/mL）。结果显示：（1）玻璃体内注射Aβ1-40诱发了视网膜神经节细胞的凋亡。（2）荧光金染色显示Aβ1-40组的存活的视网膜神经节细胞数量明显低于对照组和脑源性神经营养因子干预组。在Aβ1-40组，视网膜神经节细胞数量减少与caspase-3的表达增加和TrkB和ERK1/2的表达减少有关。（3）脑源性神经营养因子抑制了Aβ1-40诱导的视网膜中caspase-3在基因和蛋白水平的表达增加，并上调了TrkB和ERK1/2的表达。这些结果表明，脑源性神经营养因子治疗可以通过激活BDNF-TrkB信号通路，减少视网膜神经节细胞凋亡，对Aβ1-40诱导视网膜损伤起到神经保护作用。

https://orcid.org/0000-0002-2852-8486 (Igor Iezhitsa)

Abstract: Amyloid-beta (Aβ)-related alterations, similar to those found in the brains of patients with Alzheimer’s disease, have been observed in the retina of patients with glaucoma. Decreased levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) are believed to be associated with the neurotoxic effects of Aβ peptide. To investigate the mechanism underlying the neuroprotective effects of BDNF on Aβ1–40-induced retinal injury in Sprague-Dawley rats, we treated rats by intravitreal administration of phosphate-buffered saline (control), Aβ1–40 (5 nM), or Aβ1–40 (5 nM) combined with BDNF (1 µg/mL). We found that intravitreal administration of Aβ1–40 induced retinal ganglion cell apoptosis. Fluoro-Gold staining showed a significantly lower number of retinal ganglion cells in the Aβ1–40 group than in the control and BDNF groups. In the Aβ1–40 group, low number of RGCs was associated with increased caspase-3 expression and reduced TrkB and ERK1/2 expression. BDNF abolished Aβ1–40-induced increase in the expression of caspase-3 at the gene and protein levels in the retina and upregulated TrkB and ERK1/2 expression. These findings suggest that treatment with BDNF prevents RGC apoptosis induced by Aβ1–40 by activating the BDNF-TrkB signaling pathway in rats.

Key words: amyloid-beta 1–40, brain-derived neurotrophic factor, Fluoro-Gold, neuroprotection, retinal ganglion cells (RGC), retinal toxicity, tropomyosin receptor kinase B (TrkB)

. 外源性脑源性神经营养因子对淀粉样β蛋白1-40致视网膜变性的神经保护[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2023, 18(2): 382-388.

Mohd Aizuddin Mohd Lazaldin, Igor Iezhitsa, Renu Agarwal, Puneet Agarwal, Nafeeza Mohd Ismail. Neuroprotective effects of exogenous brain-derived neurotrophic factor on amyloid-beta 1–40-induced retinal degeneration[J]. Neural Regeneration Research, 2023, 18(2): 382-388.

参考文献

引言

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延伸阅读

NRR：马来西亚科技大学Mohd Aizuddin Mohd Lazaldin研究团队报道脑源性神经营养因子可以减轻青光眼视网膜的退行性改变

淀粉样β蛋白沉积是阿尔茨海默病的主要神经病理改变，其也发生在其他神经退行性疾病中，如青光眼，淀粉样β蛋白在视网膜中的沉积与视网膜神经节细胞（RGCs）的丢失有关。在转基因阿尔茨海默病小鼠模型中，已经发现视网膜神经节细胞凋亡和视觉功能受损与淀粉样β蛋白沉积增加有关。这些发现表明，视网膜神经变性与阿尔茨海默病样病理改变有关。最近，青光眼视网膜神经节细胞丢失的机制已被证明与大脑中与阿尔茨海默病相关的变化相似，这表明在这两种疾病中可能有共同机制参与细胞死亡。因此，与淀粉样β蛋白相关的分子途径是预防青光眼神经变性的潜在标靶。

马来西亚科技大学Mohd Aizuddin Mohd Lazaldin研究团队既往研究表明，淀粉样β蛋白1-40的玻璃体内给药诱导大鼠视网膜细胞凋亡，且以视网膜氧化应激增加和视网膜脑源性神经营养因子（BDNF）水平明显降低为标志。已有研究证实，BDNF对淀粉样β蛋白1-40引起的视网膜损伤有神经保护作用。然而，BDNF对视网膜神经节细胞丢失的抗凋亡作用的机制仍然未知。因此，Mohd Aizuddin Mohd Lazaldin等在发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年2期的研究中，随机给予大鼠玻璃体内注射磷酸盐缓冲溶液（对照）、淀粉样β蛋白1-40（5 nM）或淀粉样β蛋白1-40（5 nM）+脑源性神经营养因子（1 µg/mL），以了解脑源性神经营养因子对淀粉样β1-40蛋白诱导的Sprague Dawley大鼠视网膜损伤的神经保护作用机制。结果发现，脑源性神经营养因子治疗可以通过激活BDNF-TrkB信号通路，减少视网膜神经节细胞凋亡，对淀粉样β蛋白1-40诱导视网膜损伤起到神经保护作用。该研究结果说明BDNF-TrkB信号通路可能成为临床干预青光眼视网膜变性的潜在干预标靶。