人工智能驱动的OCT生物标志物与蛋白质组学整合揭示中央静脉视网膜阻塞的新机制

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Experimental Eye Research 3.0

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  本研究通过整合人工智能(AI)驱动的OCT生物标志物分析与蛋白质组学技术,首次揭示了中央视网膜静脉阻塞(CRVO)继发黄斑水肿(ME)的分子机制。研究人员发现补体激活(C8β)、免疫反应(Igλ-6)、氧化应激(EC-SOD)及细胞外基质重塑(Fibronectin)等关键通路与视网膜内液(IRF)、视网膜下液(SRF)及外核层厚度(ONL)显著相关,为CRVO的精准诊疗提供了新靶点。

  

视网膜疾病的精准医学新突破
中央视网膜静脉阻塞(CRVO)是导致不可逆视力损伤的主要血管性眼病,其中黄斑水肿(ME)作为最常见并发症,其分子机制长期未被阐明。传统诊疗依赖经验性抗VEGF治疗,但约30%患者应答不佳。如何通过多组学整合揭示CRVO-ME的分子特征,成为眼科研究的重要挑战。

京都府立医科大学的研究团队创新性地将AI驱动的OCT生物标志物量化技术与液相色谱-质谱(LC-MS/MS)蛋白质组学结合,分析了21例初治CRVO-ME患者与20例健康对照的房水样本及 swept-source OCT 数据。通过RetinAI AG开发的Discovery平台,精准量化了视网膜内液(IRF)、视网膜下液(SRF)及外核层(ONL)厚度等指标,并与蛋白质表达进行相关性分析。

关键实验技术

  1. AI-OCT分析:采用Topcon swept-source OCT设备采集图像,通过RetinAI Discovery软件自动量化IRF/SRF体积及视网膜分层厚度
  2. 蛋白质组学:基于LC-MS/MS技术检测房水蛋白质谱,覆盖补体系统、细胞外基质等通路
  3. 统计建模:Spearman相关性分析关联蛋白质表达与OCT参数,显著性阈值p<0.05

研究结果
Correlations with retinal fluid volumes

  • IRF阳性关联:补体C8β链(r=0.63)和Igλ-6C区(r=0.59)显示最强相关性,证实补体激活和B细胞信号在IRF形成中的核心作用
  • IRF阴性关联:磷脂酰乙醇胺结合蛋白1(PEBP1, r=?0.66)和软骨素样蛋白1(r=?0.61)可能具有保护性调控功能
  • SRF特异性关联:胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBP-ALS, r=0.55)促进SRF积聚,而胞外超氧化物歧化酶(EC-SOD, r=?0.63)发挥抗氧化保护

DISCUSSION
该研究首次建立CRVO-ME的多模态分子-影像关联模型:

  1. 机制创新:发现补体C8β通过膜攻击复合物(MAC)直接加剧IRF,而EC-SOD通过清除O2?减轻氧化损伤
  2. 诊疗价值:提出Fibronectin(纤维连接蛋白, r=0.51)可作为ONL变薄的预警标志物,为临床分期提供新依据
  3. 技术突破:AI-OCT与蛋白质组学的整合策略为其他血管性眼病研究树立范式

CONCLUSIONS
这项发表于《Experimental Eye Research》的研究开创了CRVO机制研究的新维度:通过补体-免疫-氧化应激网络的系统解析,不仅解释了抗VEGF治疗耐药性的潜在原因,更为开发针对C8β/EC-SOD的联合疗法提供了理论依据。其方法论框架可扩展至糖尿病视网膜病变等复杂眼病研究,推动眼科进入多组学驱动的精准医学时代。

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