褪黑素:对抗视网膜神经血管退变的新希望 —— 基于 Rd1 小鼠的研究

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Experimental Eye Research 3.0

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  视网膜色素变性(RP)患者存在视网膜血管功能障碍等问题。研究人员以 Rd1 小鼠为模型,探究褪黑素(MLT)对其视网膜神经血管变化的影响。结果发现 MLT 可改善视网膜血管密度等。这为 RP 治疗提供了新的潜在途径。

  在眼科疾病的研究领域中,视网膜色素变性(Retinitis pigmentosa,RP)一直是困扰医学界的难题。RP 是一种遗传性视网膜疾病,患者起初会出现周边视力下降和夜盲症状,随着病情发展,中心视力也会受到严重影响。这主要是因为 RP 患者的视杆光感受器会逐渐退化,之后视锥光感受器也会出现功能障碍。目前已经发现超过 95 个基因或遗传位点与常染色体显性、常染色体隐性以及 X 连锁的 RP 相关。而且,RP 患者在病情进展过程中,视网膜血管功能会出现明显异常,眼部血流量减少。研究表明,视网膜血流量的减少、光感受器的退化以及视网膜组织周围氧环境的变化之间存在着紧密联系。
Rd1 小鼠作为研究人类 RP 的重要模型,其视网膜光感受器会快速退化。这主要是由于其视杆 cGMP - 磷酸二酯酶 β 亚基发生突变,导致 cGMP 在视网膜中积累,进而引发一系列反应,最终致使视杆细胞因钙超载而迅速死亡。这种基因突变不仅会造成光感受器退化,还与视网膜血管的退化密切相关。

在众多可能的治疗方向中,褪黑素(Melatonin,MLT)引起了研究人员的关注。MLT 主要由松果体分泌,在一些哺乳动物的视网膜中也有少量分泌。它在对抗神经退行性疾病、衰老以及线粒体紊乱等方面发挥着关键作用,能够调节氧化应激、炎症、细胞凋亡和衰老等过程。在与氧化应激相关的视网膜疾病,如年龄相关性黄斑变性和糖尿病性视网膜病变中,MLT 也展现出了强大的抗氧化作用。

基于此,中山眼科中心的研究人员开展了一项关于 MLT 对 Rd1 小鼠视网膜神经血管变化影响的研究,旨在探究 MLT 作为抗氧化剂治疗视网膜变性的潜力。该研究成果发表在《Experimental Eye Research》杂志上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:一是利用视网膜平片技术评估视网膜血管的改变;二是通过冰冻切片和视网膜电图(Electroretinography,ERG)检测神经和功能变化;三是在体外实验中,用 MLT 处理人视网膜微血管内皮细胞(Human Retinal Microvascular Endothelial Cells,HRMECs),以对抗过氧化氢(H?O?)诱导的氧化应激,并对细胞功能、凋亡、氧化应激和炎症标志物进行分析。

缓解 Rd1 小鼠视网膜血管退化


研究人员通过视网膜平片技术对小鼠视网膜血管进行观察。在出生后第 7 天(P7),Rd1 小鼠和野生型(Wild Type,WT)小鼠的血管密度并无明显差异。然而,在 P14 和 P21 时,WT 小鼠的浅层和深层视网膜血管密度均高于 Rd1 小鼠。到 P21 时,两者在这两个层面的血管密度差异具有统计学意义。而经过 MLT 处理后,Rd1 小鼠在 P14 和 P21 时的深层和浅层视网膜血管密度都有显著改善,虽然未能完全恢复到 WT 小鼠的水平,但也表明 MLT 对缓解 Rd1 小鼠视网膜血管退化有积极作用。

褪黑素的其他保护作用


除了对视网膜血管的影响,研究还发现 MLT 对光感受器退化、氧化应激和炎症都有一定的保护作用。在体内实验中,MLT 处理能够部分保留视网膜的功能。在体外实验中,用 MLT 处理 HRMECs 后,细胞内活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)水平降低,细胞功能异常得到缓解,细胞死亡减少。这说明 MLT 在体内外都能发挥保护作用,减轻氧化应激带来的损伤。

研究表明,腹腔注射 MLT 能够减缓 Rd1 小鼠的血管和神经退化,主要机制是降低氧化应激水平。这一研究成果意义重大,限制氧化和炎症反应可能为视网膜变性患者带来实质性的益处,有望预防或减少视网膜血管的细胞凋亡。因此,MLT 以及对氧化应激的调控为 RP 的治疗提供了有前景的方向。这不仅为深入了解视网膜变性疾病的发病机制提供了新的视角,也为开发新的治疗方法奠定了基础,对未来眼科临床治疗具有重要的指导意义。

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