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编者按：青光眼作为重大神经致盲性眼病，其特征性的视网膜神经节细胞（RGCs）轴突损伤以及胞体丢失引起不可逆转的视功能障碍。传统视神经保护策略主要靶向RGCs本身或视网膜胶质细胞，仅关注胞体存活，尚无法挽回已丧失的视功能。2024年8月， 中山大学中山眼科中心卓业鸿教授、李轶擎教授团队在Science子刊 Science Advances（中科院1区Top，IF：11.7）发表原创长文论著（图1）， 揭示了视网膜无长突细胞（amacrine cells, ACs）来源的多巴胺调控视视神经损伤的新机制，靶向视网膜多巴胺信号可以显著促进视神经再生与视功能恢复，该研究为青光眼等神致盲性眼病治疗带来新的希望。
图1.卓业鸿教授、李轶擎教授团队相关研究成果发表于Science Advances
研究方法与结果
视网膜多巴胺由多巴胺能ACs（DACs）合成并释放，其对明暗适应、昼夜节律以及近视的调控有重要作用。但是，视网膜多巴胺在视神经损伤后的变化以及其对视神经再生的作用仍然未知。基于此，研究团队首先在模拟急性视神经损伤的视神经钳夹模型（ONC）中，利用液相色谱联合质谱技术检测损伤后不同时间点视网膜多巴胺含量。结果显示， ONC后视网膜多巴胺及其初级代谢产物含量持续下降。同时，免疫荧光检测发现DACs神经元活性以及多巴胺合成限速酶TH活性也在损伤后持续下降，提示视网膜多巴胺合成释放受阻（图2）。
图2. 视神经损伤后视网膜多巴胺合成释放受阻
受临床帕金森病患者用药的启发，研究团队采用化学性质更为稳定的前体药物L-DOPA。结果显示， 玻璃体腔注射L-DOPA可以保护RGCs并促进视神经再生。随后，研究团队分析RGCs单细胞测序数据，将多巴胺的作用受体锁定为Drd1。为进一步明确Drd1是否是关键受体，研究团队将带有RGCs靶向性启动子的腺相关病毒AAV2/2-mSncg-Cre-GFP注射到Drd1 f/f转基因小鼠眼内，成功构建了RGCs特异性Drd1敲除小鼠，并发现 在RGCs中特异性敲除Drd1显著抑制了L-DOPA的治疗效果。以上结果证实了RGCs上的Drd1是视网膜多巴胺促进视神经再生的关键受体（图3）。
图3. Drd1是视网膜多巴胺促进视神经再生的关键受体
由于ONC后Drd1在RGCs中表达量整体偏低，因此在RGCs中广泛过表达Drd1有可能促进视神经再生。研究团队构建了AAV2/2-mSncg-Drd1-GFP并成功在RGCs中过表达Drd1。结果显示， RGCs特异性Drd1过表达有一定的治疗效果。同时，当Drd1过表达与L-DOPA联用时，可以大幅提升RGCs存活水平并显著增加再生轴突的数量与长度（图5）。更进一步地，研究团队将多巴胺相关治疗与经典促进视神经再生的手段Pten敲除和睫状神经营养因子（CNTF）联用。结果显示， 联合治疗在ONC后28天达到了视神经全长再生，部分再生轴突长入了视交叉（图4）。
图4. 多巴胺相关治疗策略可以促进小鼠视神经再生
最后，研究团队采用了前期成功构建的前房注射原位交联水凝胶诱导的小鼠慢性高眼压（COH）模型，来验证靶向视网膜多巴胺信号的治疗手段能否促进视功能恢复。结果显示，COH 模型眼压稳定，组织学与功能学损伤明显，而 AAV介导的RGCs特异性Drd1过表达不仅保护了RGCs，促进了视网膜电生理与视敏度等指标的恢复，还提升了小鼠视觉相关行为学的表现，显著促进了视功能的恢复（图5）。
图5. 多巴胺相关治疗策略可以促进小鼠视功能恢复
研究结论
本研究首次揭示了视神经损伤后视网膜多巴胺以及DACs的变化，阐明了视网膜多巴胺信号调控视神经再生的关键作用，并且开发了靶向视网膜多巴胺信号的治疗策略，显著促进了视神经再生与视功能恢复。综上所述，本研究进一步完善了ACs调控视神经损伤与修复的理论体系，同时也为青光眼视神经损伤与治疗研究提供了崭新思路和理论依据.
研究团队介绍
本研究由中山大学中山眼科中心卓业鸿教授和李轶擎教授团队完成。卓业鸿教授、李轶擎教授为共同通讯作者，中山眼科中心张祺博士研究生为本文的第一作者。中山大学中山眼科中心、眼病防治全国重点实验室为第一作者单位和通讯作者单位。本研究得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金和广东省自然科学基金的支持。返回搜狐，查看更多