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Reln-Dab1信号通路通过抑制视网膜神经节细胞凋亡减轻视网膜缺血再灌注损伤
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月30日 来源:Cell Death & Disease 8.1
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视网膜缺血再灌注损伤(I/R)是青光眼等致盲性眼病的重要病理机制,目前缺乏有效治疗手段。中国科学院研究人员通过构建Reln-CreERT2 mTmG转基因小鼠模型,首次揭示Reelin蛋白通过Itgb1受体激活Dab1-PI3K-Akt通路,显著减少神经节细胞(RGCs)凋亡并改善视网膜功能,为缺血性视网膜病变提供了新治疗靶点。该成果发表于《Cell Death and Disease》。
视网膜作为中枢神经系统的重要组成部分,其缺血再灌注损伤(Ischemia-Reperfusion, I/R)是青光眼、视网膜静脉阻塞等致盲性眼病的共同病理基础。当视网膜血流中断后恢复供氧时,反而会引发氧化应激、炎症反应和钙超载,导致不可逆的视网膜神经节细胞(Retinal Ganglion Cells, RGCs)凋亡。尽管现有治疗手段如降眼压药物和抗VEGF疗法能延缓疾病进展,但无法阻止RGCs的进行性死亡。在这一临床困境下,中国科学院的研究团队将目光投向了神经发育关键调控因子——Reelin蛋白。
既往研究表明,Reelin作为细胞外基质蛋白,在脑发育过程中调控神经元迁移和突触形成,但其在视网膜I/R损伤中的作用尚未阐明。研究团队推测,这一在脑缺血中显示神经保护作用的蛋白,可能通过相似机制保护RGCs。为验证这一假说,研究人员通过精巧的实验设计,揭示了Reelin-Dab1信号通路在视网膜I/R损伤中的关键作用,相关成果发表在《Cell Death and Disease》期刊。
研究主要采用四种关键技术:通过CRISPR-Cas9构建的Reln-CreERT2 mTmG转基因小鼠实现细胞谱系追踪;腺相关病毒(AAV)介导的视网膜局部基因敲降;标准化视网膜I/R动物模型建立;结合单细胞转录组分析和光学相干断层扫描(OCT)、闪光视网膜电图(FERG)等多模态评估体系。
Reln在视网膜I/R损伤中的表达特征
通过H&E染色和免疫荧光证实,I/R损伤后视网膜内层厚度在7天时达到最大萎缩,RGCs数量同步减少。利用基因工程小鼠模型发现,Reln表达呈现"先降后升"的动态变化:损伤24小时即显著下调,7天达最低值,28天仍低于基线。单细胞测序进一步定位Reln主要表达于RGCs和视锥双极细胞(CBCs),而损伤后血管内皮细胞(VECs)中表达反常升高。
外源Reelin蛋白的治疗效应
在损伤前24小时玻璃体腔注射重组Reelin蛋白,显著改善I/R引起的视网膜结构损伤:H&E显示内层厚度保留率提高41.7%,OCT证实全层厚度增加18.3%。更重要的是,RGCs存活率提升2.1倍,FERG检测显示a波和b波振幅分别恢复67%和73%,表明视觉传导功能得到保护。TUNEL染色证实Reelin使视网膜内层凋亡细胞减少62.5%。
Reln信号通路的调控机制
通过AAV-shReln构建局部基因敲降模型,发现Reln缺失会加剧I/R损伤:视网膜厚度进一步减少23.4%,RGCs损失增加1.8倍。Western blot分析揭示Reelin通过整合素β1(Itgb1)受体激活下游信号,促使Dab1酪氨酸磷酸化,进而激活PI3K-Akt通路。该通路通过磷酸化GSK3β(Ser9)抑制其活性,最终下调促凋亡蛋白Bax/Caspase-3并上调抗凋亡蛋白Bcl-2。使用PI3K抑制剂Alpelisib可完全逆转Reelin的神经保护作用。
创新性发现与临床意义
该研究首次阐明视网膜内存在完整的Reln-Itgb1-Dab1-PI3K-Akt神经保护轴,其中CBCs通过旁分泌Reelin支持RGCs存活。单细胞分析发现的CBC-SC2新亚群,为解释损伤后期Reln表达回升提供了细胞基础。研究不仅为理解视网膜I/R损伤机制提供了新视角,更开创性地提出:玻璃体腔注射Reelin蛋白或靶向激活Dab1信号,可能成为青光眼等缺血性视网膜病变的基因治疗新策略。
值得注意的是,研究也发现Reelin对Cdk5通路异常激活无调控作用,提示其与tau蛋白过度磷酸化的神经退行性疾病可能存在不同机制。这些发现为开发特异性靶向药物提供了重要理论依据,未来需进一步探索Reelin在灵长类视网膜中的表达特征及给药窗口期优化。
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