视神经脊髓炎是一种与多发性硬化不同的炎症性中枢神经系统脱髓鞘疾病,近20年来,其诊断标志物的探索一直在进行中。文章采用文献计量学的方法,通过分析了视神经脊髓炎的标志物研究热点发现,此领域研究数量总体趋势是不断增长的,中国和美国在此领域的研究数量占据一定优势,美国的梅奥诊所是此领域的全球最权威机构,该机构的Wingerchuk DM教授是这个领域全球最权威的专家。关键词分析提示,neuromyelitis optica视神经脊髓炎(261次),multiple sclerosis多发性硬化(220次),neuromyelitis optica spectrum disorder视神经脊髓炎谱系障碍(132次),aquaporin 4水通道蛋白4(99次),optic neuritis视神经炎(87次)是该领域文献中频次最高的关键词。文章进一步对权威经典文献进行深度分析发现:以往大部分经典共被引文献的研究证据均证实了“AQP4-IgG和NMO-IgG可用于诊断鉴别视神经脊髓炎和多发性硬化”这一论断。对于视神经脊髓炎疾病系谱障碍(NMOSD)而言,AQP4-IgG是具有高度特异性的NMOSD诊断诊断生物标志物。MOG-IgG是视神经脊髓炎相关疾病(MOGAD)的诊断生物标志物。目前关于视神经脊髓炎的最新生物标志物如脑脊液免疫学生物标志物--胶质纤维酸性蛋白、血清星形胶质细胞损伤标志物--FAM19A5、血清白蛋白及脑内γ-氨基丁酸等的最新前瞻性临床试验正在进行中,其中胶质纤维酸性蛋白有可能成为NMOSD的最新候补生物标志物,结果令人期待。找到敏感性、特异性、安全性较均高的视神经脊髓炎非侵入性的标志物是未来研究的主要方向。
https://orcid.org/0000-0003-1827-9786 (Chunyan Li)
糖尿病眼病(DED)是糖尿病患者的一组眼部并发症,包括糖尿病视网膜病变(DR)、糖尿病黄斑水肿(DME)、糖尿病白内障(DC)和糖尿病青光眼(DG),其最新的全球流行病学信息尚需进一步完善。文章收集了美国、中国、日本、英国、西班牙、德国和法国这7个国家与 DED 相关的研究基金信息;所有 DED 期刊论文均来自 Web of Science 和 PubMed 数据库;所有注册临床试验均来自 ClinicalTrials 数据库,以及 2012-2021 年期间美国、中国、日本和欧盟机构批准的新药信息。2012-2021 年间,在 2288 项有关 DED 的政府研究基金中,DR 占了绝大多数(89.53%),其次是 DME(9.27%)。美国提供了最多的研究经费。在不同的国家,DR 和 DME 拨款的研究目标多种多样。此外,美国在研究成果方面占主导地位,发表的论文占全球 DED 论文的 17.53%,被引用次数占总数的 22.58%。美国和英国在 DED 研究方面的国际合作居于领先地位。在415项临床试验中,DME是药物开发的主要疾病(58.19%)。大约一半的试验(49.13%)是关于血管生成的。然而,获批的眼科药物(1830 项中的 40 项,占 2.19%)和 DED 药物(1830 项中的 3 项,占 0.02%)数量很少。说明过去十年中,与 DED 相关的基础研究和转化研究并不活跃;新的治疗方法和新批准的药物很少。
https://orcid.org/0000-0003-2737-6780 (Shibo Tang); https://orcid.org/0000-0001-5647-4190 (Jia Xiao)
光感受器退行性疾病可导致失明,且目前尚无有效的治疗方法。作者团队既往研究已发现,枸杞多糖可以保护色素性视网膜炎转基因模型rd1小鼠退化的光感受器。最近从枸杞多糖进一步分离提取出的枸杞糖肽,被认为是一种免疫反应性糖蛋白。为研究枸杞糖肽是否对化学诱导的光感受器退化有保护作用。实验首先对野生型小鼠以枸杞糖肽连续7d灌胃枸杞糖肽7天作为预保护,然后腹腔注射40mg/kg N-甲基-N-亚硝基脲诱导特异性光感受器损伤,再以枸杞糖肽治疗1周。结果证实,枸杞糖肽改善N-甲基-N-亚硝基脲诱导的光感受器变性小鼠的存活和光感受器结构,并进一步改善了视网膜光反应和视觉行为。进一步研究证实,枸杞糖肽可部分抑制N-甲基-N-亚硝基脲损伤视网膜中的小胶质细胞活化,降低一些促炎细胞因子的表达。因此,枸杞糖肽可能通过其抗炎作用有效减缓N-甲基-N-亚硝基脲损伤小鼠的光感受器变性,可能成为光感受器变性疾病临床治疗的候选药物。
https://orcid.org/0000-0001-9146-1715 (Xuesong Mi); https://orcid.org/0000-0002-9987-2057 (Ying Xu); https://orcid.org/0000-0003-2737-6780 (Shibo Tang)
随着青光眼研究的深入,越来越多的研究关注到青光眼患者的视觉皮质甚至整个大脑的变化。但很少有研究涉及在青光眼模型中眼部退化导致大脑的结构与功能的改变 。因此,在青光眼模型中对初级视觉皮质神经元的形态特征及视觉调谐功能进行探究,可以增加对“脑器(眼)交互”中眼睛退化与大脑损伤的联系及病理机制的理解。实验以DBA/2J小鼠作为自发性继发性青光眼模型。通过对青光眼小鼠(DBA/2J)和年龄匹配的正常小鼠(C57BL/6J)初级视觉皮质神经元的组织形态学和电生理学响应特征的比较研究。小鼠V1脑片NeuN 染色和 Nissl染色结果显示,青光眼小鼠V1中观察到的神经元数量显著减少,神经元内尼氏小体密度降低。首先对V1神经元的视觉调谐曲线测试的结果发现,与正常小鼠相比,青光眼小鼠的视觉调谐特征出现了损伤:方位选择性减弱、偏好低的空间频率和高时间频率的刺激光栅,此外通过空间整合测试发现大部分神经元的外周抑制作用的强度更低、而神经元的感受野的范围增大,而视觉刺激诱导的伽马节律振荡能量也会显著减弱。该研究通过直接测试初级视觉皮质区细胞的电生理反应属性和解析其形态结构,丰富了“眼损伤对大脑影响”这个问题理解,从而为青光眼的治疗提供新视角。
https://orcid.org/0000-0002-8042-879X (Dezhong Yao); https://orcid.org/0000-0003-2209-1452 (Ke Chen)
脂肪间充质干细胞对谷氨酸诱导的兴奋性毒性损伤有保护作用,但间充质干细胞治疗视神经损伤仍存在局限。研究发现,脂肪间充质干细胞旁分泌的细胞外囊泡,具有脂肪间充质干细胞功能的同时,还拥有非免疫原性、低概率异常生长和易到达目标细胞的独特优势。实验发现,玻璃体内注射人脂肪间充质干细胞来源细胞外囊泡可显著减轻谷氨酸诱导的大鼠视网膜形态和视网膜电图损害。此外,在谷氨酸损伤前,以脂肪间充质干细胞来源细胞外囊泡干预R28细胞,可抑制细胞内钙浓度的增加,减少AMPA受体A2亚型(GluA2)的表达及磷酸化,抑制蛋白激酶C-α激活。且蛋白激酶C-α激动剂12-O-十四烷酰基激素13乙酸酯(TPA)可抑制脂肪间充质干细胞来源的细胞外囊泡对谷氨酸损伤R28细胞的保护作用。上述发现表明,脂肪间充质干细胞来源的细胞外囊泡能缓解谷氨酸诱导的视网膜兴奋性神经毒性损伤,且其作用与抑制蛋白激酶C-α激活有关。
https://orcid.org/0000-0002-9161-1055 (Ju-Fang Huang); https://orcid.org/0000-0001-6654-8114 (Tian-Qi Duan)
Rheb是一种能激活mTORC1的小GTPase。有研究显示,组成性活性Rheb可通过激活mTOR下游的蛋白质,增强脊髓损伤后感觉轴突的再生。S6K1和4E-BP1就是mTORC1下游的重要效应子。为了解Rheb/mTOR及其下游效应子S6K1和4E-BP1在视网膜神经节细胞保护中的作用,实验以腺病毒相关病毒介导组成性活性Rheb转染视神经挤压小鼠模型,观察其对视网膜神经节细胞存活和轴突再生的作用。结果可见,组成性活性Rheb过表达可有效促进损伤急性期(14d)和慢性期(21和42d)视网膜神经节细胞的存活,且显性负性S6K1突变体或组成性活性4E-BP1突变体与组成性活性Rheb共表达均能显著抑制视网膜神经节细胞轴突的再生,表明mTORC1介导的S6K1激活和4E-BP1抑制是组成性活性Rheb诱导轴突再生的必要因素。然而玻璃体内单独转染显性负性S6K1突变体或组成性活性4E-BP1突变体时,则只有S6K1激活而不是4E-BP1敲除才能诱导轴突再生。S6K1激活还能促进视网膜神经节细胞在损伤后14d时的存活,而4E-BP1敲低则意外地轻微抑制了视网膜神经节细胞的存活,组成性活性4E-BP1过表达也能促进视网膜神经节细胞的存活。与组成性活性Rheb单独表达相比,共表达组成性活性Rheb和组成性活性4E-BP1可显著提高视网膜神经节细胞的存活率。因此认为,4E-BP1和S6K1有神经保护作用,且4E-BP1可能至少部分独立于Rheb/mTOR通路发挥作用。上述结果提示,组成性活性Rheb可通过调节S6K1和4E-BP1活性促进视网膜神经节细胞的存活和轴突再生,且S6K1磷酸化(活化)和4E-BP1磷酸化(失活)可协同促进轴突再生,但在两者在视网膜神经节细胞存活中起拮抗作用。
https://orcid.org/0000-0001-6594-4019 (Bing Jiang)
间充质干细胞对视网膜和感光细胞的损伤具有神经保护作用,该作用可能地由间充质干细胞释放的细胞外囊泡(或称为外泌体)介导。为探索脐带间充质干细胞来源的细胞外囊泡对于青光眼的神经保护作用,实验以结膜成纤维细胞前房注射建立了慢性高眼压大鼠模型,以模拟青光眼视神经损伤。损伤1周后,于玻璃体腔注射脐带来源间充质干细胞来源的细胞外囊泡。结果可见间充质干细胞来源的细胞外囊泡可显著减轻视网膜损伤,增加视网膜神经节细胞数量,抑制视网膜凋亡相关蛋白caspase-3的活化。表明间充质干细胞来源的细胞外囊泡有助于减轻慢性高眼压视神经损伤,且这一作用是通过抑制细胞凋亡实现的。
https://orcid.org/0000-0002-5945-0124 (Ren-Yi Wu); https://orcid.org/0000-0003-4578-7401 (Yao Wang)
Slit-Robo-Rho-GTPase激活蛋白2(SRGAP2)在轴突引导、神经元迁移、突触形成和神经再生中发挥着重要的作用,但其在神经视网膜变性疾病中的作用尚不清楚。实验首先发现,正常小鼠视网膜在胚胎期即开始表达SRGAP2蛋白,且主要位于成熟的视网膜神经节细胞层和内核层,而视神经夹闭损伤后,小鼠视网膜和视神经中SRGAP2蛋白水平升高。进一步以Srgap2杂合子(Srgap2+/-)小鼠建立视神经夹闭模型,发现抑制Srgap2可提高视网膜神经节细胞的存活率,降低眼内压,抑制胶质细胞活化,并部分恢复视网膜功能。而体外实验中沉默Srgap2基因则能促进PC12细胞中哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路的激活。视网膜转录组测序发现,Srgap2+/-小鼠视网膜中与视神经损伤保护相关的小热休克蛋白基因(cryaa,cryba4和crygs)水平上调。上述结果表明抑制Srgap2基因表达可通过减缓胶质细胞的过度活化,并激活神经保护相关的哺乳动物雷帕霉素靶蛋白通路和小热休克蛋白的表达,改善视网膜神经节细胞变性和挽救部分视神经功能。
https://orcid.org/0000-0002-3617-6425 (Zai-Long Chi); https://orcid.org/0000-0001-5729-567X (Jia Qu)
N-甲基-D-天冬氨酸兴奋性神经毒性已被证实在青光眼中发挥重要作用,且N-甲基-D-天冬氨酸可以诱导铁死亡。p38 丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 通路抑制剂SB202190是有潜力的铁死亡抑制剂,其下游分子p53等,被证实与铁死亡相关。然而,在N-甲基-D-天冬氨酸兴奋性毒性作用下,视网膜神经节细胞中是否也发生了铁死亡,以及抑制铁死亡是否可减少N-甲基-D-天冬氨酸兴奋性毒性引起的视网膜神经节细胞损失,这些问题尚不明确。为了解N-甲基-D-天冬氨酸诱导的青光眼模型是否存在铁死亡,并探索SB202190 保护视网膜神经节细胞的机制。实验建立了N-甲基-D-天冬氨酸诱导的R28细胞兴奋毒性模型和N-甲基-D-天冬氨酸诱导的小鼠青光眼模型。体外实验发现N-甲基-D-天冬氨酸可诱导 R28 细胞中铁和过氧化脂质的积累,以及线粒体的形态变化;SB202190 可以抑制这些变化。N-甲基-D-天冬氨酸诱导p-p38 MAPK/p38 MAPK和SAT1表达水平升高,FTL,SLC7A11 和 GPX4 表达水平下降。SB202190 抑制了N-甲基-D-天冬氨酸诱导的铁死亡相关蛋白的表达。体内实验显示,SB202190 减轻了N-甲基-D-天冬氨酸诱导的大鼠视网膜神经节细胞损伤,改善视功能。以上结果说明,SB202190可以有效抑制青光眼铁死亡,同时能一定程度上减轻视网膜神经节细胞损失,其作用可能是通过调节铁死亡通路中Gpx-4,SLC7A11,FTL和SAT1实现的。说明抑制铁死亡是实现青光眼视网膜神经节细胞保护的有效途径,SB202190是有潜力的视神经保护药物。
https://orcid.org/0000-0001-6320-3209 (Weitao Song)
在原发性和继发性青光眼疾病中,高眼压会导致视网膜神经节细胞损伤,而目前对于高眼压视网膜细胞的全景式分子特征尚不清楚。为此,实验通过注射交联透明质酸水凝胶(Healaflow®)建立了急性高血压大鼠模型,然后使用单细胞RNA测序来描述高眼压下视网膜的细胞组成和分子图谱。结果可见,共鉴定出12种细胞类型,包括视网膜色素上皮细胞、视杆细胞、双极细胞、Müller细胞、小胶质细胞、视锥细胞、视网膜节细胞、内皮细胞、视网膜祖细胞、少突胶质细胞、周细胞和成纤维细胞。细胞比例分析显示高眼压组中视网膜各细胞比例发生明显变化,其中节细胞减少了23%。苏木精-伊红染色和TUNEL染色结果也证实了高眼压下视网膜神经节细胞的损伤。提取视网膜神经节细胞数据,并对其差异基因明显的3号亚群进行分析,发现与神经元迁移和粘附相关基因B3gat2上调,而参与抑制炎症的基因Tsc22d下调。此次研究首次揭示了高眼压下视网膜的景观图,并揭示了细胞间的相互作用。这些数据有助于理解高眼压诱导视网膜损伤的分子机制以及开发新的高眼压损伤疾病治疗方法。
https://orcid.org/0000-0001-8521-8006 (Dajiang Wang); https://orcid.org/0000-0003-1470-2583 (Ying Liu)
视力取决于从视网膜经视神经准确传导到大脑的信号,而视神经是由源自视网膜神经节细胞的轴突束所组成。哺乳动物视神经作为中枢神经系统的重要组成部分,一旦受伤就不能再生,从而造成永久性视力丧失。且到目前为止,尚无临床方法可再生视神经并恢复视力。由于作者团队既往研究发现,在视网膜视神经损伤后,内丛层囊泡中游离锌水平迅速增加,且螯合Zn2+可显著促进轴突再生。因此此次实验,分别在无长突细胞和视网膜神经节细胞中条件性敲除锌转运蛋白3构建了2种转基因小鼠(VGATCreZnT3fl/fl和VGLUT2CreZnT3fl/fl),得出视网膜中急剧升高的游离Zn2+来源于无长突细胞的直接证据。继而发现,在无长突细胞中选择性敲除锌转运蛋白3能够有效促进视神经钳夹伤后视网膜神经节细胞的存活以及视神经的再生,并能改善视网膜神经节细胞功能,促进视力恢复。对视网膜神经节细胞进行测序分析结果提示,抑制突触前Zn2+的释放能够影响突触后神经元视网膜神经节细胞内存活相关关键基因的转录,调节无长突细胞-视网膜神经节细胞突触间联系,从而影响视网膜神经节细胞的命运。上述结果显示,无长突细胞释放Zn2+可触发神经元视网膜神经节细胞中与神经元生长和存活相关的转录组变化,并影响视网膜网络的突触可塑性。这一结果使锌依赖性视网膜神经节细胞死亡的理论更加准确和完整,也为复杂的视网膜细胞网络间作用提供新的见解。
https://orcid.org/0000-0002-3483-7189 (Yiqing Li); https://orcid.org/0000-0003-3247-7199 (Yehong Zhuo)
视网膜神经节细胞的完整性与糖尿病性黄斑变性存在着密切的关系,糖尿病性黄斑变性会导致视网膜神经节细胞的损伤和死亡,进而影响黄斑区域的视力表现。目前临床治疗糖尿病性黄斑水肿的主要方法为抗血管内皮生长因子药物和联合激光光凝治疗。然而,目前许多患者采用上述的单独疗法治疗后虽然黄斑部厚度虽然恢复正常,但视力并未改善,其原因可能与视网膜神经节细胞损伤尚未完全恢复有关。为此,试验以此设计了一项前瞻性、非随机对照临床试验方案,观察了抗血管内皮生长因子药物联合激光光凝治疗对糖尿病性黄斑水肿患者视网膜神经节细胞的完整性的影响,以及其与视力恢复的关系。该试验将糖尿病性黄斑水肿患者150例按治疗方式分为3组,每组50例,分别采用抗血管内皮生长因子药物治疗、激光光凝治疗、抗血管内皮生长因子药物与视网膜激光光凝术治疗联合治疗进行干预,术后均随访12个月。主要结局指标为治疗后12个月视网膜神经节细胞内丛状层厚度;次要结局指标为治疗前、治疗后1、3、6、9个月视网膜神经节细胞内丛状层厚度,治疗前、治疗后1、3、6、9、12个月视网膜神经纤维层厚度、最佳矫正视力、黄斑区厚度、脉络膜厚度;安全性指标为治疗后1、3、6、9、12个月的不良反应发生率。该试验方案预计在治疗后12个月的随访期内,证实联合治疗的糖尿病性黄斑患者的疗效及安全性优于其他单独干预的2组,并重点明确视网膜神经节细胞的完整性相关影像学指标与最佳矫正视力的时效关系。该试验方案已经过北华大学附属医院医学伦理委员会批准,伦理批准号:(2023)年第(26)号,批准时间:2023-04-25。该研究方案已经在中国临床试验注册中心注册(注册号:ChiCTR2300072478),注册时间:2023-06-14,方案版本号:2.0。
https://orcid.org/0000-0003-3504-0101 (Ying Leng)
眼内压升高是视网膜缺血再灌注损伤的主要原因之一,可导致NLRP3炎症小体的激活,严重情况下可导致视觉受损。据报道,Homer1a能在大脑神经炎症中起保护作用。然而,Homer1a是否也对眼内压升高所致视网膜缺血再灌注损伤中的NLRP3炎症小体发挥影响尚不清楚。实验以C57BL/6J和Homer1flox/-/Homer1a+/-Nestin-Cre+/-小鼠构建了由眼内压升高诱导的视网膜缺血再灌注损伤模型,同时在体外以Müller细胞构建了氧糖剥夺再灌注损伤模型。结果发现,Homer1a过表达可抑制缺血再灌注损伤后视网膜厚度变小和Müller细胞活性的降低。此外,敲低Homer1a可通过Caspase-8促进NF-κB-P65的激活、NF-κB P65的核转位、NLRP3炎症小体的形成以及白细胞介素1β和白细胞介素18的产生和加工,而Homer1a过表达则获得了相反的结果。最后发现,Homer1a和JSH-23联合治疗可显著缓解缺血再灌注损伤后Homer1flox/-/Homer1a+/-Nestin-Cre+/-小鼠视网膜厚度的减少和Müller细胞的凋亡。上述结果表明,Homer1a可在缺血再灌注损伤后通过Caspase-8/NF-κB P65/NLRP3通路对视网膜组织和Müller细胞发挥保护作用。
https://orcid.org/0000-0001-6194-5663 (Fei Fei); https://orcid.org/0000-0003-2679-9917 (Xia Li); https://orcid.org/0000-0003-3276-6345 (Zhou Fei)
许多研究发现,神经祖细胞移植可促进损伤神经元的存活。然而,移植后地整合率和高致癌风险高限制了其临床应用。小细胞外囊泡含有多种可参与神经元保护和再生的生物活性分子。既往研究已证实,干/祖细胞源性小细胞外囊泡可促进眼神经退行性疾病以及其他眼疾病中神经元存活和神经功能。此次实验将诱导多能干细胞定向分化神经祖细胞来源小细胞外囊泡通过玻璃体腔内注射的方式递送到视神经挤压损伤模型小鼠视网膜中。结果显示,小细胞外囊泡能够被视网膜内层神经节细胞以及多种胶质细胞摄取。诱导多能干细胞定向分化神经祖细胞来源小细胞外囊泡可减轻视神经挤压诱导的视网膜神经节细胞变性,并通过抑制小胶质细胞的过度活化来调节视网膜微环境。进一步分析发现,在视神经损伤后,诱导多能干细胞定向分化神经祖细胞来源小细胞外囊泡可通过向靶细胞递送一组神经祖细胞特异性神经保护和抗炎的微小RNA,促进视网膜神经节细胞存活,抑制胶质细胞激活。因此这种诱导多能干细胞定向分化神经祖细胞来源小细胞外囊泡是一种很有前途的治疗视神经损伤的无细胞治疗策略。
https://orcid.org/0009-0008-9597-6546 (Zai-Long Chi); https://orcid.org/0009-0002-4658-2109 (Tong Li)
神经营养性角膜病变是由各种病因引起的角膜神经缺失导致的角膜上皮的持续性缺损,伴有或不伴有基质溃疡,而神经营养性角膜病变的治疗方案却很有限。实验构建了一种具备温敏、透明、缓释的特性的鼠神经生长因子眼用凝胶--壳聚糖基温敏鼠神经生长因子缓释凝胶,发现壳聚糖基温敏鼠神经生长因子缓释凝胶能在小鼠眼表稳定释放鼠神经生长因子超过20h,且小鼠角膜去神经损伤后,壳聚糖基温敏鼠神经生长因子的治疗可以显著促进小鼠角膜神经密度及角膜知觉的恢复,且在保持局部鼠神经生长因子浓度约1300pg/mL。进一步的临床试验显示,2或3期神经营养性角膜病变患者每天接受2次壳聚糖基温敏鼠神经生长因子缓释凝胶外用治疗8周后,患眼的角膜病灶均有所缩小,且无明显不良反应,其中有3例患者在治疗结束时角膜神经出现明显再生。这项研究表明温敏鼠神经生长因子缓释凝胶可以在治疗神经营养性角膜病变角膜病变方面安全有效,为临床上难治的角膜神经再生困境提供了新的选择。
https://orcid.org/0000-0002-7216-5352 (Liqiang Wang); https://orcid.org/0000-0003-4480-3676 (Xiaoguang Li); https://orcid.org/0000-0001-8313-6998 (Zhaoyang Yang)
多项研究表明,视网膜损伤期间会发生新陈代谢改变,但尚未发现新陈代谢物质与斑马鱼 Müller 胶质重编程和增殖之间存在联系。重要的是,目前还没有研究确定对氨基苯甲酸是否调节 Müller 胶质重编程和 Muller胶质细胞来源的祖细胞增殖。实验通过代谢组测序发现,在N-甲基-D-天冬氨酸损伤的斑马鱼视网膜中,对氨基苯甲酸含量显著下降。实验进步研究了对氨基苯甲酸在成年斑马鱼视网膜再生中的作用,发现对氨基苯甲酸能促进Müller胶质细胞的重编程和分裂,以及Müller胶质细胞衍生祖细胞的增殖,从而通过激活Ascl1a的表达促进视网膜再生。最后,实验排除了对氨基苯甲酸通过下游合成产物叶酸和炎症通路发挥作用的可能,证明对氨基苯甲酸对Müller胶质细胞分布的影响很小。这些发现共同表明,对氨基苯甲酸通过激活斑马鱼N-甲基-D-天冬氨酸损伤视网膜中 Ascl1a 的表达促进视网膜再生。
https://orcid.org/0000-0003-1720-7860 (Xiaobo Xia); https://orcid.org/0000-0002-6969-9775 (Haibo Li)
AAV是一种安全有效的基因运载工具,其介导的基因治疗已成为遗传性视网膜疾病的治疗的主流方向。动物实验证实AAV介导的PDE6B治疗能显著改善视网膜的结构与功能,然而AAV-PDE6B载体发挥治疗作用的具体分子机制以及分子水平上的变化尚不明确。为了解AAV2-PDE6B 改善视网膜色素变性视网膜功能的潜在分子机制。实验于rd10小鼠视网膜下注射AAV2-PDE6B后,使用暗适应和光适应视网膜电图、光学相干断层扫描和免疫荧光评估了对视网膜功能和结构的治疗效果。实验进一步进行了基于数据独立采集-质谱的蛋白质组分析,以研究蛋白质表达和通路富集,并通过实时 PCR 和 Western blot进一步筛选和验证。发现注射AAV2-PDE6B能显著提高PDE6β的水平,保护rd10小鼠的视网膜电图和核外层厚度。野生型小鼠和rd10小鼠的差异表达蛋白(DEPs)与视觉感知密切相关,AAV2-PDE6B治疗后视觉感知得到恢复。注射AAV2-PDE6B后,KEGG富集的最明显变化途径是光传导。此外,与光传导相关的蛋白 Pde6α,Rom1,Rho,Aldh1a1,Rbp1 表达也发生了逆转。rd10小鼠经AAV2-PDE6B处理后,Bax/Bcl-2,p-ERK/ERK和p-c-Fos/c-Fos水平均下降。实验数据表明,AAV2-PDE6B介导的基因治疗通过促进光传导和抑制 ERK1/2 介导的细胞凋亡发挥保护视网膜色素变性视网膜作用。
https://orcid.org/0000-0002-5497-0905 (Bo Lei)
眼压升高可引起视网膜神经节细胞死亡,这是青光眼临床可逆危险因素之一,且青光眼是不可逆失明的主要原因。作者团队既往研究已发现,酪蛋白激酶2抑制可促进视神经损伤后大鼠视网膜神经节细胞的存活和轴突再生。为了解这一作用的机制,实验首先将成年大鼠眼压升高至75mmHg并持续2h,然后经玻璃体注射酪蛋白激酶2抑制剂2-二甲基氨基-4,5,6,7-四溴苯并咪唑(TBB)和2-二甲基氨基-4,5,6,7-四溴苯并咪唑(DMAT)进行治疗。结果可见,TBB和DMAT抑制酪蛋白激酶2显著促进了视网膜神经节细胞活性,同时减少了浸润巨噬细胞的数量。进一步转录组学分析显示,MAPK信号通路参与眼压升高,但与酪蛋白激酶2抑制无关。此外,酪蛋白激酶2抑制可下调参与眼压升高的基因(Cck, Htrsa, Nef1, Htrlb, Prph, Chat, Slc18a3, Slc5a7, Scn1b, Crybb2, Tsga10ip以及Vstm21)的表达。由此表明,抑制酪蛋白激酶2可通过抑制巨噬细胞激活来提高眼压升高后大鼠视网膜神经节细胞活性。
https://orcid.org/0000-0003-3876-0606 (Ling-Ping Cen)
作者既往研究发现,视网膜静脉增宽与缺血性脑卒中动脉粥样硬化血栓形成亚型相关,但是对于视网膜血管改变在缺血性脑卒中患者脑血管事件复发的预测价值尚无定论。为了解急性缺血性脑卒中患者的视网膜血管系统参数与脑血管事件之间的关系,此次前瞻性观察性研究在2015年10月至2017年3月在暨南大学第一医院招募了141例急性缺血性脑卒中患者,在入院72h内接受数字视网膜成像观察,并随访了3年。结果发现,在校正相关危险因素后,距离视盘0.5-1.0 DD范围内平均动脉直径大于74.14μm的患者和距离视盘0.5-1.0 DD范围内平均静脉直径大于83.91μm的患者更容易出现脑血管事件的复发。进而建立了3种多元Cox比例风险回归模型,模型一为传统危险因素,模型二在模型一的基础上结合了距离视盘0.5-1.0 DD范围内平均动脉直径,模型三在模型一的基础上结合了距离视盘0.5-1.0 DD范围内平均静脉直径。这3种模型中,模型三预测复发性脑血管事件的能力最好,其次是模型二和模型一。这提示在传统危险因素的基础上结合视网膜血管口径将提高预测复发性脑血管事件的能力,且数字视网膜成像可作为一种有用且无创的检查方法用于识别需要更加密切监测和积极管理的高危脑血管事件复发的患者。
https://orcid.org/0000-0001-8284-612X (Zefeng Tan); https://orcid.org/0000-0003-3154-0985 (Anding Xu)
虽然器官型视网膜外植体培养已经建立了十多年,与体内实验和细胞培养相比具有一系列独特的优势,但由于缺乏对体内视网膜发育和器官型视网膜外植体培养进行系统和持续的比较,使得该模型在出生后视网膜发育研究中存在争议。因此,实验旨在通过与体内视网膜的比较,验证将该模型用于出生后视网膜发育研究的可行性。实验发现,出生后视网膜外植体可以正常发育,其结构和时间轴与体内视网膜一致。首先,实验利用 SOX2 和 PAX6 免疫染色来识别视网膜祖细胞。然后,分别用 Ki-67和 DCX 免疫染色法检测细胞的增殖和迁移。这些细胞在体内和外植体中都显示出在出生后视网膜形成过程中同步衰退,在丰度和分布上表现出高度的相似性。此外,实验还采用 Chx10,Gl Syn,NeuN 和 Iba1 免疫染色法分别检测了双极细胞、Müller胶质细胞、成熟神经元和小胶质细胞。这些细胞类型出现的时间和空间模式在体内和外植体中表现出显著的一致性。这些结果表明,器官型视网膜外植体培养模型与体内出生后早期视网膜的发育过程高度一致,可以进行长期、系统和连续的观察。此研究提高了该模型在的出生后视网膜发育研究中应用的准确性和可信度。
https://orcid.org/0000-0001-7990-101X (Zhichao Zhang); https://orcid.org/0000-0002-6744-658X (Qianyan Kang)
炎症在鱼类和鸟类视网膜再生中起着至关重要的作用,然而其具体是如何调节Müller细胞重编程的,目前尚不清楚。此次实验应用单细胞RNA测序研究了斑马鱼再生视网膜中Müller细胞和免疫细胞的细胞异质性和相互作用。结果首先发现在未损伤的视网膜中存在2种不同类型的静息Müller细胞(1型和2型)。视网膜损伤后,1型静息Müller细胞转变为表达已知重编程基因的激活状态,而2型静息Müller细胞则转变为视杆前体细胞。而视网膜中的小胶质细胞根据表达谱可被分为1型、2型和增殖型。拟时分析可见,视网膜损伤后小胶质细胞发生了明显的状态转变。进一步细胞互作分析揭示了Müller细胞和免疫细胞之间存在着广泛的互作,且多种互作在不同类型的免疫细胞中均存在。最后发现炎症可通过激活Müller细胞中的Jak1-Stat3信号通路,促进Müller细胞从静息状态过渡到激活状态。上述结果揭示了斑马鱼视网膜修复中免疫细胞和Müller细胞的细胞异质性和串扰,有助于对自发性视网膜再生调控机制的理解。
https://orcid.org/0000-0003-0782-4160 (Hui Xu); https://orcid.org/0000-0003-0547-0450 (Jianfeng Lu)
进行性光感受器细胞死亡是年龄相关性黄斑变性的主要病理特征之一,这一过程将随着疾病的进展导致视力丧失。已有研究表明铁死亡可能与视网膜退行性疾病有关;然而,铁死亡与感光细胞死亡的关系及其在光诱导视网膜变性中的作用机制仍不确定。实验发现SLC7A11调节的铁死亡是光感受器变性的主要病理过程,通过Nrf2-SLC7A11-GPX4信号通路使得胱氨酸耗竭、铁离子积累和脂质过氧化增强,最终导致感光细胞死亡和随后的视觉功能损伤。实验SLC7A11 的过表达通过抑制体内外氧化应激阻断了这一过程;相反,直接敲除 SLC7A11 或使用 SLC7A11 抑制剂柳氮磺胺吡啶和铁死亡激活剂erastin会加重 H2O2- 诱导的 661W 细胞铁死亡。因此,SLC7A11过表达抑制光诱导的小鼠视网膜变性,这有望提供特异性的抗氧化基因治疗靶点来减轻脂质过氧化引起的感光细胞的损伤,包括年龄相关性黄斑变性。
https://orcid.org/0000-0003-3678-2780 (Junran Sun); https://orcid.org/0000-0001-9109-7909 (Xiaohuan Zhao)
缺血再灌注损伤是视网膜变性常见的病理生理机制。泛凋亡是一种新定义的调节性细胞死亡的整体形式,其结合了焦亡、凋亡和坏死的关键特征。线粒体电压依赖性阴离子通道1(VDAC1)的寡聚化是调节视网膜缺血再灌注损伤中调节性细胞死亡的重要病理事件。然而,其在泛凋亡中的作用仍不明确。此次实验通过体内外视网膜缺血再灌注损伤模型发现,VDAC1寡聚体介导的线粒体功能障碍与视网膜缺血再灌注损伤中泛凋亡有关。抑制VDAC1寡聚化可抑制缺血再灌注损伤视网膜细胞中的线粒体功能障碍和泛凋亡。线粒体活性氧可通过促进泛凋亡小体组装,在VDAC1介导的泛凋亡中起着核心作用。此外,在缺血再灌注损伤大鼠视网膜中,也验证了抑制VDAC1寡聚化对泛凋亡的保护作用。总之,研究结果揭示了VDAC1寡聚化在调节视网膜缺血再灌注损伤泛凋亡中的重要作用,也突出了VDAC1作为有前景的治疗靶点。
https://orcid.org/0000-0002-3103-6028 (Kun Xiong); https://orcid.org/0000-0001-6300-6491 (Qi Zhang);
https://orcid.org/0000-0002-2573-6722 (Hao Wan)
嗅鞘胶质细胞可促进哺乳动物中枢神经系统的轴突再生,包括视网膜神经节细胞轴突在受伤视神经中的生长。然而,嗅鞘胶质细胞是否还具有神经保护特性尚不清楚。嗅鞘胶质细胞表达脑源性神经营养因子,而脑源性神经营养因子是轴突化视网膜神经节细胞的最佳神经保护剂之一。因此,实验的目的是在大鼠视神经损伤模型--视神经挤压中研究玻璃体内给药嗅鞘胶质细胞的神经保护能力。在注射或不注射小胶质细胞抑制剂或免疫抑制剂的情况下,实验将大鼠永生克隆细胞系 TEG3 的嗅鞘胶质细胞玻璃体内注射的到完整和轴突切除的视网膜中,进行同基因和同种异体移植。源于嗅球的原代嗅鞘胶质细胞和 TEG3 表达 MHCII 分子。同基因和同种异体移植的TEG3细胞在玻璃体内存活长达21天,并形成一层外膜。在轴切断的视网膜中,只有同种异体移植的TEG3细胞在7天后能挽救视网膜神经节细胞,21天后则不能。在完整视网膜中,同基因和同种异体移植的嗅鞘胶质细胞移植都激活了小胶质细胞,并在21天时导致视网膜神经节细胞死亡,其在同种异体移植后更高,由细胞焦亡引发,并通过抑制小胶质细胞或免疫抑制得到部分挽救。然而,轴突化视网膜神经节细胞的神经保护并没有因为这些治疗而得到改善。嗅鞘胶质细胞在视网膜中不同的神经保护特性、不同的毒性作用和对小胶质细胞抑制治疗的不同反应取决于移植的类型,这凸显了进行彻底的临床前研究以探索这些变量的重要性。
https://orcid.org/0000-0002-8494-8143 (María Teresa Moreno-Flores); https://orcid.org/0000-0002-8566-9277 (Marta Agudo-Barriuso)
远洋鱼类的视觉系统不断发展,成为研究中枢神经系统再生的有用模型。神经胶质细胞是这一过程的关键,但它们的贡献尚未得到很好的界定。实验利用sox10:tagRFP转基因品系和共聚焦显微镜观察了成年斑马鱼视觉系统中的少突胶质细胞在视神经损伤后6 h,24 h,72h,7 d和14d的再生过程。为了了解这些少突胶质细胞在再生过程中发生的变化,实验使用了Sox2免疫组化技术,这是一种参与少突胶质细胞分化的干细胞标记物。实验还使用 Click-iT™ Plus TUNEL 检测法研究细胞死亡,并使用 BrdU 检测法研究细胞增殖。在视神经挤压前,视网膜、视神经头(ONH)和整个视神经中都有sox10:tagRFP少突胶质细胞。Sox2细胞存在于外周生发区、成熟视网膜和视神经。视神经挤压后,sox10:tagRFP细胞从视神经挤压区消失,表明它们已经死亡,尽管它们不是TUNEL阳性。与此同时,视神经挤压区、视神经头和视网膜周围的Sox2阳性细胞增多。然后,在伤后24 h和14 d之间,视网膜、视神经头和整个视神经都检测到了sox10:tagRFP/Sox2双阳性细胞,伤后72 h时还出现了增殖反应。结果证实,在再生之前可能会出现一个退化过程。首先,围绕退化轴突的sox10:tagRFP少突胶质细胞停止包裹轴突,将其 “髓鞘化少突胶质细胞 ”形态转变为 “非髓鞘化少突胶质细胞 ”形态,然后死亡。然后,视神经和视网膜中残留的少突胶质细胞祖细胞增殖分化,以达到重新髓鞘化的目的。当新的轴突从存活的视网膜神经节细胞中产生时,新的sox10:tagRFP少突胶质细胞从残余的少突胶质细胞祖细胞中产生,以引导、滋养和髓鞘化它们。因此,少突胶质细胞在斑马鱼轴突再生和再髓鞘化过程中发挥着积极作用。
https://orcid.org/0000-0002-6814-0718 (Adrián Santos-Ledo); https://orcid.org/0000-0002-3908-9060 (Marina García-Macia)
已有研究表明,作为能够促进胰岛素分泌而有效控制血糖的胰高血糖素样肽1及其受体激动剂可改善糖尿病引起的视网膜神经退行性病变,然而,其保护作用的潜在神经机制尚在研究中。此次实验采用膜片钳技术记录链脲佐菌素诱导大鼠糖尿病模型视网膜神经节细胞中γ-氨基丁酸A型受体介导的微小抑制性突触后电流,可见高血糖能降低了大鼠视网膜神经节细胞中γ-氨基丁酸能微小抑制性突触后电流的频率,但不影响其振幅,表明视网膜神经节细胞自发释放的γ-氨基丁酸减少。而胰高血糖素样肽1眼局部给药2周可抑制微小抑制性突触后电流频率下调,促进视网膜神经节细胞的存活。而同时眼局部给予胰高血糖素样肽1受体拮抗剂Ex-9-39或γ-氨基丁酸A型受体特异性拮抗剂SR95531可消除胰高血糖素样肽1对糖尿病大鼠视网膜神经节细胞的保护作用。此外,胰高血糖素样肽1的细胞外灌注可增强ON型和OFF型视网膜神经节细胞中γ-氨基丁酸能微小抑制性突触后电流频率,这可通过激活胰高血糖素样肽1受体后的胰高血糖素样肽1受体/磷酸肌醇-磷脂酶C/三磷酸肌醇受体/Ca2+/蛋白激酶C信号通路来介导。此外,多通道微电极阵列技术表明,胰高血糖素样肽1改善了糖尿病状态下ON型视网膜神经节细胞的光反应功能。视动行为学检测系统测试显示,糖尿病大鼠的空间分辨率以及视觉敏感度水平显著降低,而局部给予胰高血糖素样肽1能恢复这2个参数。上述发现表明,胰高血糖素样肽1可通过胰高血糖素样肽1受体激活促进γ-氨基丁酸释放至视网膜神经节细胞,使视网膜神经节细胞相关的神经回路去兴奋,抑制兴奋性毒性过程,进而促进视网膜神经节细胞的存活及视觉功能的改善。提示γ-氨基丁酸系统可能成为抑制早期尿病视网膜病变的潜在治疗靶点,而眼局部胰高血糖素样肽1可提供一种治疗早期糖尿病视网膜病变无创且有效的方法。
https://orcid.org/0000-0002-3382-2655 (Yong-Mei Zhong)
内向整流钾通道Kir4.1的表达和功能下调是诱导视网膜Müller细胞活化和神经胶质细胞相互作用的关键步骤,可参与青光眼视网膜神经节细胞的凋亡。因此调节Müller细胞中Kir4.1的表达可能是减轻青光眼视网膜神经节细胞损伤的潜在策略。此次实验中首先预测了Kir4.1蛋白中的7个磷酸化位点可发生突变,继而构建了含有不同突变位点的Kir4.1慢病毒表达载体,然后在mGluR I的激动剂DHPG处理以激活Müller胶质细胞的离体及在体模型中过表达Kir4.1和突变Kir4.1第9位酪氨酸,发现可抑制Müller胶质细胞的激活。接着在眼前房注射微磁珠建立的大鼠慢性高眼压动物模型中,发现Kir4.1过表达和Kir4.1 Tyr9Asp突变的Müller细胞中获得了类似的结果。过表达Kir4.1和Kir4.1 Tyr9Asp突变可抑制Müller胶质细胞激活,调控Bax/Bcl-2的平衡以及减少促炎因子白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α的mRNA和蛋白质水平。进而在Müller胶质细胞和小胶质细胞共培养系统中研究了Müller胶质细胞Kir4.1过表达和Kir4.1 Tyr9Asp突变对促炎因子释放的调控作用,发现在共培养系统中,激活Müller细胞中ATP浓度和转运蛋白(小胶质细胞激活的标志物)水平升高,活化的Müler细胞诱导的小胶质细胞中炎症因子释放相关信号分子水平升高,上述变化可Kir4.1过表达和Kir4.1 Tyr9Asp突变所逆转。此外,Kir4.1过表达,而不是Kir4.1 Tyr9Asp突变,可减少活化的Müller细胞诱导的增殖和迁移小胶质细胞的数量。上述结果表明,在实验性青光眼视网膜中,Kir4.1 Tyr9可能是一个功能性调节位点。Kir4.1过表达和Kir4.1 Tyr9Asp突变减弱Müller细胞活化,减少ATP/P2X受体介导的神经胶质细胞相互作用,进而抑制小胶质细胞活化,降低促炎因子的合成和释放,从而减轻青光眼视网膜神经节细胞的凋亡。
https://orcid.org/0000-0002-2279-6885 (Zhongfeng Wang); https://orcid.org/0000-0003-3948-2943 (Yanying Miao)
作者团队前期研究发现,间充质干细胞联合视网膜祖细胞移植可较好地治疗大鼠视网膜变性,而间充质干细胞发挥作用可能是由于其分泌各种神经营养因子以及细胞外囊泡等来实现对微环境中各类细胞的调控和交流。间充质干细胞来源的小细胞外囊泡由于其低免疫源性、低成瘤风险和易于运输等优势已被用于治疗各种神经系统疾病从而发挥抗炎,组织修复,免疫调控等作用。因此,探索联合移植间充质干细胞来源的小细胞外囊泡辅助视网膜祖细胞治疗视网膜变性这一新策略,有望为视网膜变性的干细胞治疗开辟新的途径和方法。所以实验将间充质干细胞来源的小细胞外囊泡联合视网膜祖细胞治疗RCS大鼠(一种遗传性视网膜变性模型)。结果发现,间充质干细胞来源的小细胞外囊泡联合视网膜祖细胞移植可显著改善大鼠视功能。与单独视网膜祖细胞移植相比,将间充质干细胞来源的小细胞外囊泡作为干细胞移植佐剂可促进外源视网膜祖细胞的存活、迁移和分化的数量;同时抑制视网膜小胶质细胞活化,促进移植的视网膜祖细胞细胞迁移到内核层,并分化成光感受器和双极细胞。结果提示,间充质干细胞来源的小细胞外囊泡可通过促进移植的视网膜祖细胞的存活和分化促进后者对视网膜变性的治疗效果。
https://orcid.org/0009-0008-6594-8026 (Fang Chen); https://orcid.org/0000-0002-0729-1555 (Baishijiao Bian);
https://orcid.org/0000-0003-1254-1026 (Yong Liu); https://orcid.org/0009-0006-5637-7028 (Chunge Ren);
https://orcid.org/0009-0000-5581-4560 (Min Chen); https://orcid.org/0009-0005-8412-5525 (Bangqi Ren);
https://orcid.org/0009-0002-1819-8935 (Yuxiao Zeng); https://orcid.org/0000-0002-9930-0606 (Qiang Tan);
https://orcid.org/0000-0002-9355-2319 (Qiyou Li); https://orcid.org/0000-0001-5680-9982 (Xue Zhang);
https://orcid.org/0000-0003-4119-6305 (Yajie Fang); https://orcid.org/0009-0006-4597-4919 (Yixiao Zhou);
https://orcid.org/0009-0009-5247-1051 (Weitao Zhang)
青光眼的特征是慢性进行性视神经损伤和视网膜神经节细胞死亡。尽管对视网膜神经节细胞的神经保护进行了大量研究,但目前仍没有可用于临床的治疗方法。最近的证据表明,从多种干细胞中分离出的细胞外囊泡对视网膜神经节细胞神经保护具有疗效。实验对视网膜祖细胞R-28细胞系的新型细胞外囊泡来源进行了体外和体内测试。从 R-28 细胞中分离并鉴定了细胞外囊泡,并在体外和体内青光眼模型中测试了它们对视网膜神经节细胞存活的疗效,检测了视网膜神经节细胞的存活率及其轴突的保存情况。裕还检测了细胞外囊泡对从人类胚胎干细胞分化而来的视网膜神经节细胞的神经保护能力,并研究了 R-28细胞外囊泡处理后视网膜神经节细胞中 miRNA 的变化,预测了可能的调节途径。R-28 细胞外囊泡提高了视网膜神经节细胞的存活率,但未能显著保留轴突。研究结果显示了 R-28 细胞外囊泡对人类视网膜神经节细胞的神经保护作用。最后,发现了hsa-miRNA-4443,hsa-miRNA-216a-5p,hsa-let-7e-5p,hsa-miRNA-374b-5p,hsa-miRNA-331-3p和hsa-miRNA-421的表达变化,这可能对视网膜神经节细胞变性具有神经保护潜力。这项研究将为基于miRNA和细胞外囊泡的青光眼神经保护疗法铺平道路。
https://orcid.org/0000-0001-5855-0097 (Ben Mead)