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为探究房水(AH)成分改变与原发性开角型青光眼(POAG)的关联,研究人员利用 LC-MS/MS 分析 289 例 AH 样本中 37 种 Serpins 水平。发现 POAG 患者 7 种 Serpins(如 SERPINI1、SERPINA4 等)显著下调,且存在性别、种族差异,为 POAG 机制研究及临床应用提供新方向。
青光眼是全球首位不可逆致盲性眼病,其核心特征是视网膜神经节细胞(RGCs)进行性丢失和视神经萎缩,而原发性开角型青光眼(POAG)作为最常见亚型,影响着超过 5000 万成年人。当前治疗主要聚焦于降低眼压(IOP),但眼压调控仅是房水(AH)功能的一部分 —— 这种透明液体还承担着营养输送与代谢废物清除的重要作用。越来越多证据表明,房水成分改变与青光眼等眼部疾病密切相关,尤其是免疫调节分子丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpins)。Serpins 家族通过调控凝血、血管生成和炎症等蛋白水解级联反应影响疾病进程,但其在 POAG 房水中的具体水平及作用机制尚不明晰。
为填补这一空白,美国奥古斯塔大学(Medical College of Georgia, Augusta University)的研究团队开展了一项大规模研究,相关成果发表在《BMC Ophthalmology》。研究旨在全面分析人类房水中 Serpins 家族蛋白的表达谱,探讨其与 POAG 病理的关联,为揭示疾病分子机制及寻找新型诊疗靶点提供依据。
研究技术方法
研究纳入 289 例房水样本(白内障 209 例、POAG 80 例),经伦理审批及患者知情同意后,采用高分辨率 LC-MS/MS 技术对 37 种 Serpins 进行定量分析。同时,通过光学相干断层扫描(OCT)测量视网膜神经纤维层(RNFL)厚度,利用海德堡视网膜断层扫描仪(HRT)评估视神经头立体参数(如杯盘比、 rim 体积等),结合统计学方法分析 Serpins 水平与临床参数的相关性。
研究结果
房水中 Serpins 的表达特征
在人类蛋白质组的 37 种 Serpins 中,26 种在房水样本中被检测到,其中 13 种高丰度表达,包括 SERPINA1、SERPINF1、SERPINC1 等。值得注意的是,POAG 患者房水中 7 种 Serpins 显著下调,分别为 SERPINI1(FC=0.26)、SERPINA4(FC=0.40)、SERPINA6(FC=0.42)、SERPINA7(FC=0.46)、SERPINC1(FC=0.74)、AGT(FC=0.76)和 SERPING1(FC=0.78),提示这些蛋白可能参与 POAG 病理过程。
性别与种族特异性差异
在白内障患者中,性别和种族影响部分 Serpins 水平:女性 SERPINA1、SERPINC1 等 5 种蛋白水平低于男性,而 SERPINF1 表达更高;非裔美国人 SERPINA1、SERPINF1、SERPINC1 水平低于高加索人,SERPIND1 则显著上调。在 POAG 患者中,女性多种 Serpins(如 SERPINI1、SERPINA5)下调幅度更大,非裔美国人 SERPINI1、SERPINC1 等蛋白减少更为显著,暗示 POAG 存在人群异质性。
与临床参数的相关性分析
SERPINI1(神经丝氨酸蛋白酶抑制剂)水平与 RNFL 厚度、rim 体积呈正相关,与杯盘比呈负相关,提示其对视神经结构具有保护作用;SERPINA4 与 RNFL 多区域厚度正相关,可能通过抑制组织激肽释放酶参与血管稳态调节;SERPINA7 与眼压呈负相关,提示其可能参与眼压调控。此外,AGT、SERPINC1 等与视神经损伤参数存在关联,进一步支持 Serpins 在 POAG 中的多重作用。
研究结论与意义
本研究首次全面解析了人类房水中 Serpins 家族的表达谱,证实 POAG 患者多种 Serpins 水平异常,且与视神经结构损伤及临床参数密切相关。其中,SERPINI1(神经丝氨酸蛋白酶抑制剂)的显著下调及其神经保护作用的发现尤为重要,为 POAG 的神经退行性机制提供了新解释。性别和种族差异的揭示,提示未来研究需考虑人群因素对疾病诊断和治疗的影响。
尽管研究存在样本亚组规模较小、未控制全身合并症等局限性,但其通过多组学技术整合,为青光眼的病理机制研究开辟了新方向。Serpins 有望成为 POAG 的生物标志物或治疗靶点,后续纵向研究和机制探索将为开发针对性疗法奠定基础。该研究不仅深化了对房水动态平衡与青光眼关联的认识,也为跨学科视角下眼部疾病的精准医疗提供了重要线索。