视网膜病变能治好吗

中山大学PNAS发文发现视网膜病变新机制


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视网膜血管疾病包括早产儿视网膜病变(ROP),糖尿病性视网膜病变(DR)和与年龄有关的黄斑变性(AMD),其特征是微血管不规则且渗漏,经常导致灾难性的视力丧失。视网膜新生血管形成是人类严重视力丧失的主要原因,靶向病理性新生血管的形成用于治疗视网膜疾病是一种常见的方法。

VEGF-A是一种血管生成因子,抗VEGF药物已成功应用于AMD和DR的临床治疗,然而治疗效果有限。小胶质细胞是一种特殊的免疫细胞,它是视网膜血管生成的必要条件,主要负责病理性损伤时血管的不规则萌发和生长。小胶质细胞介导的视网膜新生血管形成的分子机制目前尚不清楚。

年3月16日,中山大学中山眼科中心实验室XialinLiu团队在PNAS上发表了题为AspecificRIP3+subpopulationofmicrogliapromotesretinopathythroughahypoxia-triggerednecroptoticmechanism的研究成果。

该研究鉴定出一种名为sMG2的小胶质细胞亚群,其高度表达了程序性坏死相关基因Rir3和Mlkl。缺氧环境通过RIP3诱导小胶质细胞中FGF2大量释放。阻断小胶质细胞坏死因子-FGF2的信号传导能够在很大程度上阻断了视网膜血管生成,同时与阻断VEGF药物的联合治疗能够产生协同的抗血管生成作用。

图片来源:PNAS

1.OIR特异性小胶质细胞亚群和程序性坏死途径

研究者构建了视网膜病变的小鼠OIR模型,scRNA-Seq分析显示两个小胶质细胞簇(sMG1和sMG2)几乎完全只出现在OIR模型小鼠中,sMG2特异性基因集富集分析(GO)显示与细胞死亡有显著关系。另外研究者还发现Rir3和Mlkl这两个特征性坏死基因在OIR视网膜的sMG2细胞簇中特异性富集。

图片来源:PNAS

2.RIP1/3程序性坏死发生在活化的小胶质细胞亚群中

在非缺血性对照视网膜中,仅可检测到有限数量的Iba1+小胶质细胞。相比之下,OIR视网膜中Iba1+小胶质细胞信号显着增加,特别是许多小胶质细胞显示出RIR3或RIP1阳性信号,而NOIR视网膜则缺乏。免疫印迹分析显OIR小鼠视网膜中RIP1和RIP3蛋白显着升高,免疫共沉淀实验显示OIR视网膜中RIP1和RIP3之间存在物理相互作用。MLKL(RIP3的关键下游组分和程序性坏死的效应子)的表达水平也得到了提高,并且其活性形式的磷酸化MLKL仅在OIR视网膜中被检测到。

选择性删除小胶质细胞中的Rip3基因的Rip3fl/fl;Cx3cr1-CRE小鼠与对照组相比,Rip3fl/fl;Cx3cr1-CRE小鼠的OIR显示视网膜新生血管形成和内界膜(ILM)前新生血管细胞的显着减少。这些数据证明小胶质细胞Rip3介导的程序性坏死有助于视网膜病变的发展。

图片来源:PNAS

3.在体外缺氧诱发小胶质细胞程序性坏死

研究者在1.5%氧气条件下培养小胶质细胞,结果显示低氧显着诱导RIP1和RIP3的表达水平升高。在低氧条件下,MLKL蛋白水平(尤其是p-MLKL)显着上调。CCK8分析显示缺氧会严重损害小胶质细胞的生存能力,而Nec-1(一种选择性的RIP1变构抑制剂)可以逆转这种现象。并且Nec-1可以使缺氧暴露的小胶质细胞中RIP1,RIP3和MLKL蛋白的表达水平下调。

图片来源:PNAS

4.坏死的小胶质细胞释放FGF2

FGF2与OIR中RIP3+CD11b+坏死小胶质细胞共定位实验表明小胶质细胞可能是产生FGF2的原代细胞类型。并且Nec-1能够显著减少了FGF2+Iba-1+小胶质细胞亚群的数量。在Nec-1处理的OIR视网膜中,FGF2蛋白完全没有表达。与对照组相比,Rip3fl/fl;Cx3cr1-CRE小鼠呈现较少的FGF-2+Iba-1+小胶质细胞,FGF2生成也显著减少。

图片来源:PNAS

5.抗程序性坏死和抗VEGF联合治疗对视网膜血管生成具有协同抑制作用

研究者采用阻断OIR小鼠程序性坏死-FGF2信号通路的抑制剂,包括RIP1(Nec-1)和RIP3(GSK)抑制剂、FGF2中和抗体(Nab)或FGFR酪氨酸激酶抑制剂(AZD)。与单一治疗相比,Nec-1或GSK阻断程序性坏死和阻断VEGF的联合治疗显著抑制新生血管形成。此外,FGF2-Nab和VEGF-Nab的组合也显著抑制OIR中的血管生成。并且用多激酶抑制剂E治疗OIR,也产生了有效的抗血管生成作用。

图片来源:PNAS

本研究揭示了小胶质细胞程序性坏死的表型可能是视网膜病理性血管生成的一个重要特征。研究数据提供了意想不到的机制见解,即缺氧诱导的小胶质细胞程序性坏死、程序性坏死诱导的FGF2释放以及FGF2诱导的视网膜血管生成。基于这项发现推测靶向RIP1/RIP3程序性坏死和FGF2–FGFR信号通路将为治疗缺血性/缺氧相关视网膜疾病提供一种新方法。

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