单细胞RNA测序揭示自发性高度近视患者视网膜中的脂质代谢紊乱

《Biology Direct》：Single-cell RNA sequencing reveals lipid metabolism disorders in the retina in spontaneous high myopia

　　

摘要

背景

近视是影响儿童和青少年最常见的眼病之一，其病因通常归因于遗传因素与环境因素的共同作用。本研究采用单细胞RNA测序技术，探讨了患有自发性高度近视的豚鼠与视力正常的豚鼠在基因表达方面的差异。

结果

晶状体诱导性近视豚鼠与自发性高度近视豚鼠的视网膜存在显著的结构异常和功能缺陷，表现为视网膜厚度减少以及电生理检查结果异常，这表明在近视发展过程中视网膜功能逐渐受损。通过单细胞RNA测序及分子实验发现，近视豚鼠的视网膜中，神经酰胺合成酶5、神经酰胺合成酶6、碱性神经酰胺酶3、磷脂磷酸酶1、前唾液酸蛋白以及UDP-葡萄糖神经酰胺糖基转移酶这一信号通路被显著激活，这说明鞘脂代谢出现紊乱。这些变化还伴随着SPHK1表达增加，以及受体表达从S1PR1转变为S1PR2，表明脂质信号传导从正常状态转变为与压力相关的病理状态。此外，P62/NRF2/KEAP1通路的激活也证实了近视视网膜中的氧化应激水平升高。本研究表明，CERS5/CERS6/ACER3/PLPP1/PSAP/UGCG信号通路会引发近视豚鼠视网膜中的鞘脂代谢紊乱及氧化应激。

结论

本研究证明，CERS5/CERS6/ACER3/PLPP1/PSAP/UGCG信号通路会导致近视豚鼠视网膜的鞘脂代谢紊乱及氧化应激。从机制上看，SPHK1-S1P信号通路的异常激活、受体从S1PR1向S1PR2的转变，以及随后P62/KEAP1/NRF2通路的激活，共同导致了视网膜形态改变（如厚度减少）和功能受损。这些发现建立了近视中脂质代谢失衡与视网膜病变之间的因果关系，为预防近视相关的视网膜损伤提供了潜在的治疗靶点。