SIRT1基因疗法在iPSC来源的人视网膜神经节细胞中对氧化应激的神经保护作用:分化早期与晚期的比较研究

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Experimental Eye Research 3.0

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  本研究针对不可逆性视力丧失的主要病因——视网膜神经节细胞(RGCs)退行性病变,探索了SIRT1基因疗法在诱导多能干细胞(iPSC)分化的人源RGC模型中的神经保护效应。研究人员通过AAV载体介导的SNCG启动子驱动SIRT1表达,证实其在氧化应激条件下可显著提升RGC存活率约20%,为青光眼等视神经病变的基因治疗提供了重要的人类细胞水平证据。

  

视神经病变导致的视网膜神经节细胞(RGCs)退化是全球7600万青光眼患者不可逆失明的主因。尽管现有疗法可通过控制眼压延缓病程,但无法阻止神经细胞死亡。近年研究发现,氧化应激引发的活性氧(ROS)累积会破坏细胞DNA和蛋白质,而NAD+依赖性去乙酰化酶SIRT1在帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病中展现出调控潜力。美国宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的研究团队创新性地采用人诱导多能干细胞(iPSCs)分化的RGCs模型,首次在人类细胞水平验证了SIRT1对氧化应激损伤的保护作用,相关成果发表于《Experimental Eye Research》。

研究团队运用小分子化合物和肽调节剂的分化方案,将健康供体的iPSCs定向诱导为RGCs,并通过Brn3a和RBPMS免疫染色及qPCR验证细胞特性。利用AAV病毒载体搭载γ-突触核蛋白(SNCG)启动子,分别在分化第42天(成熟期)和第90天(维持期)的RGCs中表达SIRT1或GFP对照。通过叔丁基过氧化氢(TBHP)和生长因子剥夺两种方式诱导氧化应激,采用MTT法评估细胞存活率。

RGCs differentiated from control iPSCs maintain cell-specific markers up to day 90
分化42天的细胞中Brn3a+细胞占比超80%,且保持典型成熟RGCs形态特征至90天,qPCR显示RGC标志物持续高表达。

Neuroprotective Effects of SIRT1
SIRT1表达使TBHP处理的RGCs存活率显著高于对照组约20%,在生长因子剥夺条件下同样表现出保护效应。值得注意的是,这种保护作用在分化早期(42天)和晚期(90天)两个时间点均稳定存在。

Discussion
该研究首次证实SIRT1在人类iPSC-RGCs中具有跨时间窗的神经保护功能,其机制可能涉及调控氧化应激相关通路。相较于小鼠模型,人源细胞体系更能模拟临床病理过程,为青光眼基因治疗提供了新思路。

Conclusion
研究证实SNCG启动子驱动的SIRT1表达可有效抵抗氧化应激导致的RGCs死亡,且保护效果不受细胞分化阶段影响。这一发现不仅验证了动物实验结论,更推动了SIRT1基因疗法向临床转化的进程。Kenneth S Shindler团队特别指出,该技术已申请专利并获诺华旗下Gyroscope Therapeutics公司资助,具有明确的转化医学价值。

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