P-糖蛋白在大鼠内血-视网膜屏障中降低脂多糖诱导的视网膜淀粉样β肽（1–40）清除作用中的作用

《Experimental Cell Research》：Role of P-glycoprotein in attenuation of retinal amyloid-β peptide (1–40) clearance across the rat inner blood-retinal barrier induced by lipopolysaccharide

本研究探讨内血视网膜屏障（inner BRB）在正常及炎症条件下对Aβ(1–40)的转运机制，发现脂多糖（LPS）通过激活TLR4/PKC通路抑制P-糖蛋白（P-gp）功能，导致Aβ(1–40)转运减少，进而加剧视网膜炎症相关疾病。实验采用荧光标记的Aβ(1–40)转运分析法，证实P-gp和LRP1共同介导转运，且炎症条件下P-gp介导的转运衰减是主要机制。

　　在视网膜中，淀粉样β肽（Aβ）（1–40）的积累已被认为与炎症相关性视网膜疾病的发展密切相关。这一现象强调了理解视网膜Aβ（1–40）清除机制的重要性。本研究旨在阐明在正常和炎症条件下，Aβ（1–40）通过内视网膜血-视网膜屏障（BRB）的转运机制。为了评估内BRB介导的转运，研究者对新鲜分离的鼠视网膜毛细血管中荧光素标记的人源Aβ（1–40）（FL-hAβ（1–40））的转运进行了分析。研究结果显示，P-糖蛋白（P-gp）或低密度脂蛋白受体相关蛋白-1（LRP1）的抑制剂能够显著减少FL-hAβ（1–40）在毛细血管腔内的积累，表明这些分子在视网膜Aβ（1–40）通过内BRB的转运中起着关键作用。此外，研究还发现，当使用脂多糖（LPS）处理过的动物或在体外处理的正常鼠视网膜毛细血管中，FL-hAβ（1–40）的积累显著减少，提示LPS可能通过某种机制降低了内BRB介导的Aβ（1–40）转运。尽管在体外LPS处理条件下，P-gp抑制剂对FL-hAβ（1–40）积累的影响没有显著变化，但当LPS与LRP1抑制剂共同处理时，FL-hAβ（1–40）的转运进一步减少。这些结果表明，LPS诱导的Aβ（1–40）转运减少主要源于P-gp功能的抑制，而非LRP1。此外，研究还发现，通过抑制Toll样受体4（TLR4）和蛋白激酶C（PKC），可以恢复LPS对P-gp介导的FL-hAβ（1–40）转运的抑制作用。因此，研究结果表明，在LPS诱导的炎症条件下，P-gp介导的Aβ（1–40）转运功能受损，这是通过激活TLR4/PKC信号通路实现的。

Aβ是一种广泛研究的神经毒素，其在神经退行性疾病中的作用尤为突出。在阿尔茨海默病中，Aβ的积累被认为是病理特征之一。近年来的研究表明，Aβ不仅可以在脑内产生，还可以通过脑脊液沿着视神经转移到视网膜，导致视网膜组织中的Aβ沉积。这为Aβ在视网膜中的作用提供了新的视角。此外，越来越多的证据表明，阿尔茨海默病与一些眼部神经退行性疾病，如青光眼之间存在潜在的病理联系。Aβ（1–40）因其促炎特性，在视网膜疾病的发病机制中发挥重要作用。例如，研究发现Aβ（1–40）的积累会引发炎症反应，并可能导致视网膜细胞的凋亡，这是糖尿病视网膜病变（DR）和年龄相关性黄斑变性（AMD）等疾病的重要特征。

内视网膜血-视网膜屏障（内BRB）是由视网膜毛细血管内皮细胞构成的结构，它将视网膜与循环血液直接分隔，并在视网膜物质的清除过程中起着关键作用。内BRB通过紧密连接限制了物质在视网膜和血液之间的非特异性转运，同时，内皮细胞膜上表达的多种转运蛋白则有助于主动清除外源性物质。Aβ（1–40）的转运涉及特定的膜分子，如LRP1和P-gp。LRP1是一种在细胞膜上表达的受体，能够介导Aβ的摄入，而P-gp则是一种ATP结合盒转运蛋白，能够将Aβ从细胞内主动转运至血液中。已有研究表明，LRP1在人类视网膜微血管内皮细胞中表达，并且在脑血屏障（BBB）中主要位于细胞的外侧膜。基于这些发现，可以推测Aβ（1–40）在视网膜中的转运可能涉及类似的机制。此外，研究表明，Aβ（1–40）在脑中的清除主要依赖于BBB的转运功能，而非代谢降解。这提示在视网膜中，Aβ（1–40）的清除同样可能依赖于内BRB的转运机制。

为了进一步探索内BRB在Aβ（1–40）转运中的作用，研究者对正常大鼠的视网膜毛细血管进行了FL-hAβ（1–40）的转运分析。结果显示，在没有抑制剂的情况下，FL-hAβ（1–40）在毛细血管腔内的积累较高，表明其通过内BRB的主动转运。当加入P-gp抑制剂PSC833或LRP1抑制剂suramin时，FL-hAβ（1–40）的积累显著减少，这表明P-gp和LRP1在Aβ（1–40）的转运过程中均发挥重要作用。然而，当LPS处理后，FL-hAβ（1–40）的积累进一步减少，提示LPS可能通过某种机制影响了内BRB的功能。尽管PSC833对LPS处理后的毛细血管中的FL-hAβ（1–40）积累没有进一步减少，但suramin的加入则导致了更显著的减少，这表明在LPS刺激下，P-gp的功能可能已经受到抑制，而LRP1的功能仍保持相对稳定。

研究还发现，LPS通过激活TLR4和PKC信号通路，显著抑制了P-gp介导的Aβ（1–40）转运。这一发现与之前的研究结果一致，即LPS能够诱导TLR4的激活，并通过PKC的介导影响P-gp的功能。此外，研究者还发现，当LPS与TLR4或PKC抑制剂共同处理时，P-gp介导的Aβ（1–40）转运功能得到了恢复。这进一步支持了LPS对P-gp功能的抑制是通过TLR4/PKC信号通路实现的。由于LPS在糖尿病等系统性炎症疾病中水平升高，因此推测在这些疾病条件下，P-gp的功能可能受到影响，进而导致视网膜Aβ（1–40）的积累。Aβ（1–40）的积累已被证明会引发炎症反应，并导致视网膜细胞的凋亡，这可能是DR和AMD等疾病的重要病理机制。

在视网膜中，Aβ（1–40）的积累不仅与炎症反应有关，还可能影响视网膜的正常功能。研究者指出，内BRB的转运功能在Aβ（1–40）的清除中起着至关重要的作用。尽管Aβ（1–40）的代谢降解在脑中也起着一定作用，但研究表明，内BRB的转运功能在Aβ（1–40）的清除中占据主导地位。因此，研究内BRB在Aβ（1–40）转运中的作用，对于理解视网膜疾病的发病机制具有重要意义。本研究通过体外和体内实验，揭示了P-gp和LRP1在内BRB介导的Aβ（1–40）转运中的协同作用，并进一步阐明了LPS如何通过激活TLR4/PKC信号通路抑制P-gp的功能，从而导致Aβ（1–40）的积累。

此外，研究还强调了视网膜Aβ（1–40）清除机制的重要性。Aβ（1–40）的积累可能导致视网膜炎症和细胞凋亡，进而引发多种疾病。因此，研究者提出，调控内BRB的转运功能可能成为一种潜在的治疗策略，以防止Aβ（1–40）的过度积累并减轻相关疾病的症状。然而，由于体外实验无法完全反映体内复杂的病理条件，因此需要进一步的体内研究来验证这些发现的临床意义。本研究的发现不仅加深了我们对视网膜Aβ（1–40）转运机制的理解，也为开发新的治疗方法提供了理论依据。

综上所述，本研究揭示了P-gp和LRP1在内BRB介导的Aβ（1–40）转运中的关键作用，并进一步阐明了LPS如何通过激活TLR4/PKC信号通路抑制P-gp的功能，从而导致Aβ（1–40）的积累。这些发现为理解视网膜疾病的发展机制提供了新的视角，并可能为未来的治疗策略提供重要的指导。通过深入研究这些分子在视网膜中的作用，可以为开发针对Aβ相关疾病的干预措施奠定基础。同时，研究还指出，代谢降解和转运机制在Aβ的清除中均起重要作用，但内BRB的转运功能在视网膜中更为关键。因此，维持内BRB的正常功能可能是防止Aβ积累和相关疾病发生的关键。未来的研究需要进一步探索这些机制在不同疾病状态下的具体表现，并评估可能的干预手段。