RBM3被确定为人类胎儿血红蛋白表达的新调控因子

《International Immunopharmacology》：Identification of RBM3 as a novel regulator of human fetal hemoglobin expression

NLRP3炎症小体激活与微胶质炎症在缺血性视网膜病变中普遍存在，抑制剂OLT1177可有效减轻视网膜新生血管化并防止神经元丢失，为治疗提供新方向。

　　

吴佩琪|唐晓宇|崔凯轩|胡安迪娜|杨博宇|卢曦|杨凤梅|林吉成|孔海琳|余珊珊|徐月|梁晓玲

中山眼科中心眼科国家重点实验室，中山大学；广东省眼科与视觉科学重点实验室，广州510060，中国

摘要

核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体被认为是病理性血管生成和神经元功能障碍的关键因素。然而，其在缺血性视网膜病变中的作用仍不清楚。在这项研究中，我们旨在评估NLRP3炎症小体在缺血性视网膜病变中的作用，以及NLRP3炎症小体抑制剂OLT1177对氧诱导的视网膜病变（OIR）小鼠模型中视网膜新生血管（RNV）和神经元功能障碍的影响。我们使用来自增殖性糖尿病视网膜病变（PDR）患者的视网膜前增生膜的公共数据进行了单细胞转录组分析，并通过免疫荧光和Western blot进行了验证。建立了OIR小鼠模型，在出生后第12天通过玻璃体内注射OLT1177。探讨了OLT1177对RNV、神经元丢失和NLRP3炎症小体激活的影响。我们的结果表明，在PDR患者的视网膜前增生膜和OIR小鼠的视网膜中观察到了NLRP3炎症小体及其相关的炎症反应。在100 μM的浓度下，OLT1177减轻了病理性的RNV。此外，OLT1177减少了神经元丢失，并维持了视网膜非灌注区域的星形胶质细胞结构。在OLT1177处理的小鼠中，微胶质细胞的激活和NLRP3炎症小体相关的炎症得到了缓解。总之，NLRP3炎症小体的激活和微胶质细胞炎症发生在缺血性视网膜病变中，而抑制剂OLT1177在减轻RNV和预防OIR小鼠视网膜中的神经元死亡方面表现良好，这表明OLT1177可能是治疗缺血性视网膜病变的一个有前景的选择。

引言

缺血性视网膜病变，包括视网膜动脉阻塞和增殖性糖尿病视网膜病变（PDR），是导致所有年龄段不可逆视力损伤和失明的主要原因[[1], [2], [3]]。视网膜新生血管（RNV）和神经元功能障碍是缺血性视网膜病变的主要病理特征[4]。尽管针对血管内皮生长因子（VEGF）的治疗在管理RNV方面取得了重大突破[5,6]，但由于药物耐药性、反应不佳和潜在的神经元毒性[[7], [8], [9]]，其治疗效果受到限制。此外，由视网膜缺氧-缺血损伤引起的神经元功能障碍对进行性视力损伤构成了重大威胁，目前尚无有效的治疗方法[4]。因此，迫切需要进一步研究以阐明缺血性视网膜病变的潜在机制，从而促进新疗法的开发。

许多研究表明炎症是病理性血管生成的重要机制[[10], [11], [12]]。核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（NLRP3）炎症小体对先天免疫反应有显著贡献，在控制炎症和焦亡中起着关键作用[13,14]。一旦启动，NLRP3炎症小体的形成就会涉及凋亡相关斑点样蛋白（ASC）和pro-caspase-1[14,15]。随后pro-caspase-1的激活导致gasdermin-D（GSDMD）诱导的焦亡[14,15]。先前的研究发现，在PDR的进展过程中NLRP3炎症小体会被激活[[16], [17], [18]]。在糖尿病视网膜病变的大鼠模型中，通过玻璃体内注射针对NLRP3的shRNA可以减少促进炎症和血管生成的细胞因子的释放[19]。同时，通过MCC950抑制NLRP3可以减少氧诱导的视网膜病变（OIR）小鼠模型中的RNV区域[20]。总体而言，针对NLRP3炎症小体可能是管理RNV的一个可行治疗选择。

此外，NLRP3介导的炎症可导致神经系统疾病中的神经元功能障碍，最终导致神经元死亡[21,22]。研究表明，NLRP3炎症小体的上调会加剧缺血性中风中的神经元损伤和脑组织损伤[23,24]。使用药物抑制剂抑制NLRP3炎症小体可以通过抑制神经炎症和改善缺血性中风实验模型中的神经功能来保护神经组织[25,26]。在急性青光眼的小鼠模型中，NLRP3炎症小体的激活与视网膜缺血损伤和视网膜神经节细胞的丢失有关[27]。综上所述，针对NLRP3可能有助于减轻缺血性视网膜病变中的神经元损伤。

OLT1177是一种化学化合物，已被证明可以靶向NLRP3炎症小体，但不影响AIM2或NLRC4炎症小体[28]。它最初是为治疗骨关节炎而开发的，目前正在二期/三期临床试验中进行评估[29,30]。OLT1177在动物和人体中均具有良好的耐受性和安全性，使其成为治疗炎症相关疾病的候选药物[[30], [31], [32]]。然而，OLT1177对缺血性视网膜病变中的RNV和视网膜神经元功能障碍的影响仍不清楚。

在这项研究中，我们旨在检查PDR患者的视网膜前增生膜和OIR小鼠视网膜中的NLRP3炎症小体及其相关的炎症反应，并确定OLT1177在减轻RNV和神经元死亡方面的效果。

单细胞RNA测序数据分析（scRNA-seq）

scRNA-seq数据来自PDR患者的四个视网膜前纤维血管膜，从Gene Expression Omnibus数据库（GSE245561）获取。所有数据均使用R版本4.3.1进行了全面分析。经过质量控制过滤后，使用R包Seurat对scRNA-seq数据进行了标准化、缩放和细胞聚类。结果通过t分布随机邻居嵌入（tSNE）进行了可视化。

NLRP3炎症小体在PDR患者的视网膜前增生膜中的微胶质细胞中被激活

视网膜前增生膜是PDR的标志性特征，为了解缺血性视网膜病变的复杂机制提供了窗口[45]。因此，我们分析了scRNA-seq数据集（GSE245561），识别出PDR膜中标记的六个细胞簇。这些簇包括微胶质细胞、基质细胞、自然杀伤细胞、内皮细胞、B细胞和T细胞（图1A）。进行了GO分析以探讨微胶质细胞的功能。

讨论

NLRP3炎症小体主要存在于微胶质细胞/巨噬细胞和树突状细胞等免疫细胞中[56]。然而，在病理条件下，NLRP3炎症小体也被发现可以在非免疫细胞中激活[57,58]。特别是，许多细胞类型，包括内皮细胞、星形胶质细胞和视网膜神经节细胞，与眼部疾病中的激活NLRP3炎症小体有关[[59], [60], [61]]。在本研究中，我们的分析表明

结论

总之，本研究显示，在PDR患者的视网膜前增生膜和OIR小鼠的视网膜中，NLRP3炎症小体和微胶质细胞炎症增加。此外，NLRP3炎症小体抑制剂OLT1177具有良好的耐受性，并显著减轻了RNV，同时防止了OIR小鼠中的神经元死亡，这表明OLT1177作为缺血性视网膜病变的治疗剂具有潜力。

作者贡献声明

吴佩琪：写作——审稿与编辑，撰写初稿，数据可视化，项目管理，实验设计。唐晓宇：写作——审稿与编辑，数据验证，数据分析，概念构思。崔凯轩：写作——审稿与编辑，方法学研究，资金获取。胡安迪娜：资源准备。杨博宇：资金获取。卢曦：软件支持。杨凤梅：数据验证。林吉成：资源准备。孔海琳：软件支持。余珊珊：资金获取。徐月：资金获取，

出版同意

不适用。

伦理批准和参与同意

该研究遵循《赫尔辛基宣言》的指南，并获得了中山大学眼科中心的伦理委员会批准（编号2022KYPJ223）。所有动物实验均获得了中山大学动物护理和使用委员会的同意（编号2021–078），并且严格遵循ARVO关于眼科和视觉研究中动物使用的声明。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（82271099、82371068）、国家自然科学基金青年科学家基金（82101133）以及广东省基础与应用基础研究基金（2022A1515010355、2023A1515012622、2024A1515030051、2024A1515013005）的支持。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。

致谢

不适用