色素上皮衍生因子(PEDF)通过稳定脉络膜新生血管促进光感受器存活——基于VEGF过表达CNV大鼠模型的新型治疗策略

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:The FASEB Journal? 4.2

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  本文推荐一项针对病理性脉络膜新生血管(CNV)的创新治疗研究。研究提出利用色素上皮衍生因子(PEDF)替代或联合抗血管内皮生长因子(抗VEGF)治疗,旨在稳定功能性新生血管而非完全抑制,从而改善光感受器存活并减少长期抗VEGF治疗引发的视网膜萎缩等副作用,为湿性年龄相关性黄斑变性(wet AMD)提供新治疗方向。

  
引言
病理性脉络膜新生血管(CNV)是湿性年龄相关性黄斑变性(wet AMD)、病理性近视和糖尿病视网膜病变等眼病的典型特征,其特征是从脉络膜毛细血管异常生长的新生血管穿过Bruch膜进入视网膜下空间。尽管当前抗血管内皮生长因子(抗VEGF)治疗是CNV的标准疗法,能够有效促进CNV消退并改善视力,但部分患者存在初始无应答或获得性耐药,且长期治疗可能引发地理萎缩(GA)以及卒中、心肌梗死等全身性副作用。因此,亟需开发新的治疗策略。
近年研究发现,湿性AMD供体眼和非渗出性CNV患者中存在功能性的静止CNV,这些血管能够支持光感受器存活。因此,稳定功能性新生血管而非彻底清除它们,成为治疗病理性CNV的一种新思路。色素上皮衍生因子(PEDF)作为一种多功能蛋白,兼具抗血管生成、神经保护及血管稳定特性,是这一治疗方向的理想候选分子。
材料与方法
动物与模型建立
本研究使用6周龄雌性Long Evans大鼠,通过双眼视网膜下注射AAV.VEGF165载体(2μL,含2×109病毒颗粒)诱导CNV形成。注射3周后,通过扫描激光 ophthalmoscopy(SLO)、荧光素血管造影(FA)、吲哚青绿血管造影(ICG)和光学相干断层扫描(OCT)确认CNV形成。
治疗分组与给药
将30只眼(15只大鼠)分为5组:未治疗组、PBS载体组、贝伐珠单抗组(bevacizumab,50μg/眼)、人PEDF蛋白组(10μg/眼)及PEDF+贝伐珠单抗联合组(10μg/眼 PEDF + 50μg/眼 bevacizumab)。在载体注射后第3周和第6周分别进行两次玻璃体内注射。第7周进行最终影像学分析后处死动物,取眼进行组织学和超微结构分析。
影像与形态学分析
使用Heidelberg Spectralis HRA+OCT进行活体成像。通过OCT测量CNV最大厚度及覆盖其上的视网膜厚度,利用ImageJ软件进行手动测量。组织学切片经HE染色后,测量CNV区域上 outer nuclear layer(ONL)的面积以评估光感受器存活情况。
透射电镜分析
取对侧眼制备透射电镜样品,观察CNV区域的超微结构特征,包括血管腔横截面积、细胞外基质(ECM)厚度、周细胞覆盖率以及血管窗孔数量。使用ImageJ和自定义宏进行半自动分析。
统计方法
数据以均值±标准差表示,使用ORIGIN PRO软件进行ANOVA多重比较及Sidak-Holm事后检验,以p<0.05为差异有统计学意义。
结果
CNV发展与活体成像
AAV.VEGF注射3周后,所有30只眼均显示典型的CNV形成影像学特征:FA和ICG中中央低荧光区被高荧光环包围,OCT显示视网膜下高反射CNV病灶,表明VEGF载体转导成功率为100%。这些CNV区域表现为静止性,无晚期染料渗漏。
OCT测量:CNV厚度与视网膜厚度
第7周时,贝伐珠单抗组和PEDF+贝伐珠单抗组CNV厚度显著降低(分别为预处理值的90.45%和104.3%),而未治疗组和PBS组则显著增加。与此同时,PEDF组和PEDF+贝伐珠单抗组视网膜厚度保存更好(分别为93.5%和95.2%),显著优于其他组。
组织学:光感受器存活
ONL面积测量显示,PEDF组和PEDF+贝伐珠单抗组光感受器存活显著增加(ONL面积分别为38538μm2和35415μm2),而贝伐珠单抗组、PBS组和未治疗组均显著较低。
超微结构分析
电镜观察显示,PEDF单药或联合治疗显著改善CNV血管质量:
  • 血管腔面积显著增大,PEDF组和联合组分别为48.01μm2和40.28μm2,而未治疗组、PBS组和贝伐珠单抗组均低于15μm2;
  • ECM厚度显著减小,结构更规整,簇状沉积减少;
  • 周细胞覆盖率显著提高,PEDF组和联合组分别达63.6%和72.7%,接近正常脉络膜毛细血管水平(87.5%),而未治疗组和PBS组仅约25%;
  • 窗孔化血管比例显著增加,PEDF组和联合组分别为66.7%和72.7%,而未治疗组和贝伐珠单抗组均低于37%。
讨论
本研究首次在VEGF过表达诱导的CNV大鼠模型中系统评估了PEDF单药及与贝伐珠单抗联合治疗的潜力。结果表明,PEDF不仅能有效保存视网膜厚度和光感受器,还可通过多种机制稳定CNV血管结构,包括扩大血管腔、减薄并重构ECM、促进周细胞附着和增加血管窗孔数量。这些超微结构的改善有助于恢复血管功能,支持其上视网膜细胞的存活与功能。
与单纯抗VEGF治疗相比,PEDF联合治疗在抑制血管渗漏的同时避免了贝伐珠单抗可能引发的血管闭塞和视网膜萎缩,显示其作为联合治疗的巨大潜力。此外,PEDF的神经保护特性通过调控STAT3信号、抑制细胞凋亡、调节钙稳态以及影响糖脂代谢和氧化应激通路,进一步促进了光感受器存活。
值得注意的是,本研究也存在一定局限:光感受器存活仅通过ONL面积间接评估,缺乏细胞凋亡的直接证据(如TUNEL染色);功能学评估(如视网膜电图ERG)尚未进行;电镜样本量较小。这些将在后续研究中完善。
结论
PEDF通过稳定CNV血管超微结构、促进周细胞覆盖和血管窗孔形成,显著改善CNV血管功能并增强光感受器存活。其与抗VEGF药物联合使用兼具抑制血管渗漏和促进血管稳定的双重优势,为湿性AMD,特别是抗VEGF治疗无效或出现副作用的患者,提供了新的治疗策略。
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