阻断 Prox1 细胞间转移：开启哺乳动物视网膜再生新希望

视网膜退行性疾病患者因视网膜细胞难以再生而视力恢复困难。韩国科学技术院等机构的研究人员开展了关于 Müller 胶质细胞（MG）介导的视网膜再生的研究。他们发现 Prox1 是限制该过程的关键因素，阻断其转移可促进视网膜神经元再生，为相关疾病治疗提供了新策略。

　　在动物的生命历程中，组成组织的细胞不断更新，然而哺乳动物中枢神经系统（CNS）中的神经元却大多缺乏再生能力，这与冷血脊椎动物形成鲜明对比。视网膜作为研究神经组织再生的重要模型，其再生主要依赖 Müller 胶质细胞（MG）。在鱼类和两栖类动物中，MG 可被重编程为神经祖细胞（MG 衍生的视网膜祖细胞，MGPCs），进而再生视网膜神经元。但哺乳动物的 MG 在受伤后却难以自然重编程为能再生视网膜神经元的视网膜祖细胞（RPCs），这使得视网膜退行性疾病患者的视力恢复成为难题。因此，探究哺乳动物视网膜再生受限的机制并寻找解决方法迫在眉睫。

韩国科学技术院（KAIST）等机构的研究人员针对这一问题展开研究。他们发现，Prospero 相关同源盒 1（Prox1）是限制哺乳动物 MG 介导的视网膜再生的关键因素。该研究成果发表在《Nature Communications》上，为视网膜退行性疾病的治疗带来了新的希望。

研究人员运用了多种关键技术方法。在实验动物模型方面，使用了多种基因工程小鼠和斑马鱼，通过对其进行特定处理来模拟视网膜损伤。利用免疫组织化学技术检测蛋白表达和分布；采用 RNAscope 原位杂交技术和定量逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）分析基因表达；借助单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）和 SMART-seq 技术分析细胞的基因表达变化和细胞谱系。此外，还运用了腺相关病毒（AAV）载体进行基因传递，以实现对 Prox1 的干预。

研究结果如下：

1. 视网膜损伤诱导小鼠 MG 中 Prox1 蛋白积累：研究发现，在小鼠视网膜中，Prox1 除了在神经元中稳定表达外，在 MG 中也有较低水平表达。视网膜损伤后，如通过 N - 甲基 - N - 亚硝基脲（MNU）诱导光感受器（PR）变性、强光照射损伤 PR 或玻璃体内注射 N - 甲基 - D - 天冬氨酸（NMDA）损伤双极细胞（BCs）等，MG 中的 Prox1 免疫染色信号显著增强，且这种积累与损伤程度相关。而在斑马鱼中，MNU 和 NMDA 诱导的损伤并未使 MG 中的 Prox1 水平明显增加。
2. 小鼠 MG 中 Prox1 蛋白的外源性来源：通过 RNAscope 原位杂交和 RT-qPCR 分析，发现 MG 谱系细胞中 Prox1 mRNA 水平在受伤后无明显变化，且在相关基因工程小鼠实验中，也未观察到 MG 中 Prox1 基因转录增加，但 Prox1 免疫染色信号仍升高。这表明受伤小鼠视网膜中的 MG 积累 Prox1 并非源于内源性基因表达增加。
3. 外源性 Prox1 抑制 MG 损伤诱导的增殖：研究表明，BCs 可能是 MG 获取 Prox1 的来源。在 Prox1^fg/fg;Chx10-CreERT2 小鼠中，敲除 BCs 中的 Prox1 基因可使 MG 增殖潜力恢复，EdU 标记的 MG 数量显著增加。相反，向小鼠和斑马鱼眼睛中注射 FLAG 标记的重组 Prox1 蛋白，则会抑制 MG 增殖，减少 Ascl1a 阳性的 MGPCs 数量，阻碍视网膜神经元再生。
4. 通过螯合细胞外 Prox1 恢复受伤小鼠视网膜中 MG 的增殖：研究人员利用抗 Prox1 抗体（αProx1）螯合细胞外的 Prox1，以阻断其向 MG 的转移。实验显示，注射 αProx1 的小鼠视网膜中，MG 的增殖能力得到恢复，EdU 标记的 MG 数量增加，而注射对照抗体的小鼠则无此效果。
5. Prox1 缺失的 MG 在受伤小鼠视网膜中转变为 RPCs：通过 scRNA-seq 分析发现，在 MNU 损伤的 Prox1^fg/fg;Chx10-CreERT2 小鼠视网膜中，出现了表达 RPC 标记的细胞群（cluster #20），这些细胞还表达与 MG 向 RPC 重编程相关的基因。此外，对 MG 谱系细胞的分析也证实了在减少 Prox1 转移后，MG 可重编程为 RPCs。
6. 阻断 Prox1 转移可延缓早发性视网膜色素变性小鼠模型的视力丧失：在早发性视网膜色素变性（RP）小鼠模型（Pde6b^rd10/rd10小鼠）中，发现 MG 中 Prox1 积累。注射 AAV2-αProx1 可降低 MG 中 Prox1 强度，增加外核层（ONL）中视杆光感受器（rPRs）数量，改善视觉功能，表现为暗适应视网膜电图（ERG）a 波振幅升高和视力提高。但这种效果并不持久，在出生后 60 天（P60）时，视觉功能仍会受损。
7. 阻断 Prox1 转移可使晚发性视网膜色素变性小鼠模型视力恢复：在晚发性 RP 小鼠模型（Rp1^trm64/trm64小鼠）中，同样观察到 MG 中 Prox1 水平升高。注射 AAV2-αProx1 可减轻 Prox1 水平，增加 ONL 厚度，促进 rPRs 再生，使小鼠维持正常视力或在注射后视力得到恢复。不过，由于 AAV2-αProx1 构建体中 EF1α 启动子的沉默，治疗效果无法长期维持。

研究结论和讨论部分指出，Prox1 是抑制 MG 向 RPC 重编程的关键因子，阻断 Prox1 转移能够促进哺乳动物视网膜再生，为视网膜退行性疾病的治疗提供了新的潜在策略。然而，目前仍存在一些问题。例如，虽然阻断 Prox1 可使 MG 重编程为 RPCs，但具体的重编程机制尚不完全清楚，可能涉及除 Ascl1 以外的其他神经发生转录因子。此外，阻断 Prox1 单独使用可能不足以完全恢复哺乳动物视网膜的再生能力，还需要探索如抑制 Notch 信号和持续激活 Yap/Taz 等辅助触发因素来提高再生效率。同时，Prox1 在细胞间转移的具体机制也有待进一步研究，比如确定哪些特定的酶参与了 Prox1 向 MG 的选择性转移。尽管如此，该研究成果为未来视网膜退行性疾病的治疗开辟了新方向，有望为患者带来视力恢复的曙光。