5xFAD小鼠视网膜纵向研究揭示β淀粉样蛋白(Aβ)介导的视网膜病变与年龄相关变化的差异

本研究针对年龄相关性黄斑变性(AMD)与阿尔茨海默病(AD)共有的β淀粉样蛋白(Aβ)病理机制，通过5xFAD转基因小鼠模型开展视网膜纵向研究。研究人员采用多焦视网膜电图(ERG)、光学相干断层扫描(OCT)等非侵入性技术，结合组织学分析，首次明确区分了Aβ介导的视网膜特异性病变与普通衰老变化。研究发现4月龄即出现光感受器核减少，8月龄出现双极细胞减少和ERG波幅降低等Aβ特异性病理特征，为理解Aβ在复杂视网膜病变中的作用提供了新见解。该成果对开发针对AMD和AD的靶向治疗策略具有重要意义。

　　

在发达国家，年龄相关性黄斑变性(AMD)已成为不可逆性盲的首要病因，而阿尔茨海默病(AD)相关的β淀粉样蛋白(Aβ)在老年和AMD患者的视网膜中异常积聚。尽管两者都与衰老密切相关，但Aβ在视网膜病变中的具体作用机制仍不明确。更棘手的是，现有研究中常用的5xFAD小鼠模型可能携带影响视网膜功能的隐性基因突变，使得研究结果难以解释。

为解决这些问题，南安普顿大学的研究团队开展了一项历时15个月的创新性研究。他们首先通过基因分型排除了5xFAD小鼠中可能导致视网膜变性的Pde6b^rd1、Pde6b^rd8等基因突变，确保观察到的病理变化仅与Aβ相关。随后采用多学科方法，包括功能评估(ERG和视动跟踪)、结构分析(OCT和眼底成像)以及超微结构观察(透射电镜)，系统描绘了Aβ介导的视网膜病变特征。

研究采用的主要技术方法包括：1)基因分型排除视网膜变性等位基因；2)纵向多焦视网膜电图(ERG)评估视网膜功能；3)光学相干断层扫描(OCT)测量视网膜各层厚度；4)眼底照相和荧光素血管造影观察视网膜结构；5)透射电镜分析超微结构变化。实验使用97只5xFAD和野生型对照小鼠，在4、8和15个月三个时间点进行终点分析。

研究结果部分：

纵向视网膜功能分析显示：
通过ERG检测发现，5xFAD小鼠从4月龄起A波和B波振幅即呈现下降趋势，8月龄时与对照组差异达到显著水平。视动跟踪测试则在14月龄时首次检测到5xFAD小鼠的视觉功能显著下降。这些结果表明Aβ暴露会导致视网膜功能进行性损伤。

视网膜结构变化特征：
OCT测量发现8月龄5xFAD小鼠的外核层(ONL)和内节段(IS)显著增厚。组织学分析则揭示更精细的变化：4月龄时即出现光感受器核减少，8月龄后双极细胞核数量显著减少。这些结构改变先于功能异常出现，提示Aβ可能首先影响视网膜细胞存活。

眼底和血管特征：
虽然两组小鼠都随年龄增长出现视网膜下沉积物增加，但5xFAD小鼠并未表现出额外的血管异常。荧光素血管造影显示两组血管形态和完整性无差异，表明Aβ主要影响神经视网膜而非血管系统。

超微结构观察：
透射电镜显示5xFAD小鼠视网膜色素上皮细胞(RPE)内存在大量空泡和未消化的外节段，这些变化随年龄增长而加剧。但Bruch膜厚度等关键指标在两组间无差异，说明Aβ对RPE的毒性作用可能通过溶酶体功能障碍实现。

研究结论与讨论：
这项研究首次在排除遗传干扰因素的基础上，明确了Aβ在视网膜中的特异性病理作用。研究发现Aβ暴露会导致早期(4月龄)光感受器损伤、中期(8月龄)双极细胞减少和ERG异常，以及晚期(14月龄)视觉功能下降的典型病程。这些变化独立于普通的衰老相关改变，如视网膜厚度减少和RPE内脂褐素沉积等。

研究的重要意义在于：1)建立了可靠的5xFAD小鼠视网膜研究模型，解决了既往研究中遗传背景混杂的问题；2)绘制了Aβ介导视网膜病变的动态图谱，为AMD和AD的早期诊断提供了潜在生物标志物；3)揭示了Aβ可能通过破坏光感受器-双极细胞突触连接导致视觉功能障碍，为开发神经保护策略指明了方向。值得注意的是，研究发现女性5xFAD小鼠体重下降更明显，这对实验设计和结果解释提出了新的考量因素。

该研究发表在《Alzheimer's Research》上，为理解Aβ在复杂视网膜病变中的作用提供了重要见解。未来研究可在此基础上探索Aβ与其他AMD风险因素的相互作用，以及测试靶向Aβ的治疗策略在视网膜疾病中的应用潜力。