高脂饮食通过激活视网膜色素上皮细胞焦亡途径加速老年TgAPPswePS1转基因小鼠视网膜退行性病变

本研究针对高脂饮食如何加剧年龄相关性黄斑变性(AMD)的核心问题，通过建立TgAPPswePS1转基因小鼠模型，首次揭示高脂饮食通过Aβ-NLRP3/Caspase-1/GSDMD焦亡通路导致视网膜色素上皮(RPE)损伤的分子机制。研究发现高脂饮食组小鼠RPE中Aβ沉积增加3.79倍(p<0.0001)，焦亡关键蛋白NLRP3表达上调10.78倍，视网膜厚度显著减少22.7μm(t=3.9)，为代谢异常相关AMD治疗提供了新靶点。

　　

在人口老龄化加剧的今天，年龄相关性黄斑变性(AMD)已成为全球50岁以上人群不可逆视力丧失的首要病因。这种被称为"眼部阿尔茨海默病"的疾病，其典型病理特征——视网膜色素上皮(RPE)细胞进行性死亡背后的分子机制，一直是眼科研究领域的重大谜题。更令人担忧的是，随着现代饮食结构中脂肪含量的持续攀升，流行病学研究不断提示高脂饮食与AMD进展存在显著相关性，但具体生物学机制却如同蒙着面纱的迷宫，亟待科学探索者揭开真相。

温州医科大学附属第二医院的研究团队将目光投向了这个交叉领域。他们创新性地选用携带人类早老素突变基因的TgAPPswePS1转基因小鼠作为研究对象，这些18月龄的"老年鼠"不仅模拟了人类衰老过程，其特有的淀粉样蛋白β(Aβ)病理特征更与AMD患者视网膜中发现的沉积物高度相似。通过为期6个月的高脂饮食干预（含17%氢化植物油+1%胆固醇），研究人员首次捕捉到饮食代谢与视网膜退行性病变之间的分子桥梁——焦亡(pyroptosis)，这种近年来新发现的程序性细胞死亡方式，以其独特的"炎症风暴"特性在神经退行性疾病中扮演关键角色。

研究采用多模态技术路线：Micron IV眼底成像系统首次在活体观察到高脂饮食组小鼠出现类似人类AMD的玻璃膜疣样渗出物；免疫荧光染色显示实验组RPE细胞Aβ沉积量激增5.5倍(p<0.0001)，同时焦亡通路关键蛋白NLRP3、Caspase-1和GSDMD表达分别上调10.8倍、1.7倍和4.7倍；HE染色定量分析更发现高脂饮食导致视网膜厚度减少6.1%(p=0.0175)，RPE细胞密度下降27.3%(p=0.0133)。这些发现如同拼图般逐步揭示：高脂饮食如同"代谢扳机"，通过激活Aβ-NLRP3/Caspase-1/GSDMD焦亡轴，诱发RPE细胞发生"炎症性自杀"，最终导致视网膜结构破坏。

在机制层面，研究有三项突破性发现：首先证实高脂饮食可促进Aβ在RPE细胞异常聚集，这些毒性蛋白通过激活NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)炎症小体，启动焦亡级联反应；其次发现剪切形式的gasdermin D(GSDMD)蛋白在RPE细胞膜形成孔道，促使白细胞介素-1β(IL-1β)和IL-18等促炎因子释放，形成恶性炎症循环；最重要的是建立"饮食-代谢-炎症-细胞死亡"的完整病理链条，为解释为何高脂饮食人群AMD发病率升高提供了直接实验证据。

这项发表在《European Journal of Medical Research》的研究具有双重转化价值：在理论层面，首次将代谢异常、蛋白质错误折叠和炎症性细胞死亡三大致病机制有机整合，提出"代谢性视网膜病变"新概念；在应用层面，NLRP3/Caspase-1/GSDMD通路的关键节点可作为AMD早期干预靶点，例如使用糖尿病药物二甲双胍（已知的NLRP3抑制剂）或开发特异性GSDMD阻滞剂。正如通讯作者Zhizhang Dong强调的，该发现不仅为AMD防治开辟了新途径，更提示通过饮食调节可能延缓视网膜退行性病变进程，这对老龄化社会公共卫生策略制定具有重要启示意义。

主要技术方法：采用TgAPPswePS1转基因小鼠建立AMD模型，高脂饮食配方含81.85%标准饲料+1%胆固醇+0.15%胆酸+17%氢化植物油；通过Micron IV进行眼底成像；视网膜组织HE染色和厚度测量；免疫荧光检测Aβ、NLRP3、Caspase-1、GSDMD、IL-1β和IL-18表达；Western blot分析焦亡相关蛋白；ELISA定量细胞因子水平。

研究结果：

1. 眼底改变：高脂饮食组出现鼻侧玻璃膜疣样渗出物，而对照组和普通饮食转基因组未见异常。

2. Aβ沉积：免疫荧光显示高脂饮食组RPE细胞Aβ荧光强度较转基因对照组增加5.5倍(p<0.0001)。

3. 视网膜结构：HE染色显示高脂饮食组视网膜厚度(352±4.619μm)显著小于转基因对照组(374.7±3.528μm)(p=0.0175)，RPE细胞数减少27.3%(p=0.0133)。

4. 焦亡通路：Western blot显示高脂饮食组NLRP3、Cleaved-Caspase-1和Cleaved-GSDMD蛋白表达分别增加10.8倍、1.7倍和4.7倍(p<0.01)；ELISA检测IL-1β和IL-18水平显著升高(p<0.01)。

结论与讨论：该研究首次阐明高脂饮食通过Aβ-NLRP3/GSDMD轴诱发RPE焦亡的分子机制，为理解代谢异常与AMD关联提供了实验依据。特别值得注意的是，研究中发现的饮食诱导视网膜变薄现象与临床AMD早期改变高度吻合，而可定量检测的焦亡标志物为疾病监测提供了新指标。尽管研究未观察到典型drusen形成（可能与干预时长有关），但发现的鼻侧渗出物已具有重要提示价值。未来研究可进一步探索：①特定脂肪酸成分在焦亡激活中的差异作用；②RPE细胞线粒体活性氧(ROS)在该通路中的调控角色；③基因背景对饮食敏感性的影响。这些发现为开发针对"代谢-炎症"双靶点的AMD治疗策略奠定了理论基础。