RPE特异性Lrp2缺陷小鼠中视网膜神经元选择性丢失和神经血管支持受损是近视性视网膜病变的基础

《Frontiers in Cellular Neuroscience》：Selective retinal neuron loss and impaired neurovascular support underlie myopic retinopathy in RPE-specific Lrp2-deficient mice

　　

病理学近视是全球范围内不可逆视力损伤的主要原因，其特征为眼轴过度延长伴随进行性视网膜变性。视力丧失是主要源于被动性视网膜拉伸还是选择性神经退行性变仍不清楚，这阻碍了有效神经保护和再生疗法的开发。在此，研究人员在病理学近视的视网膜色素上皮（RPE）特异性Lrp2敲除（Best1-Cre/Lrp2^fl/fl条件性敲除，CKO）模型中研究了视网膜神经元、血管和胶质细胞的改变。研究人员使用多模式眼部成像、视网膜电图、视动测试、荧光素血管造影和定量免疫组化分析对CKO小鼠进行了纵向观察。CKO表型阳性（CKO phenotype+）小鼠出现了早发性、进行性眼轴延长和高度近视，同时伴有与人类病理学近视高度相似的眼底特征，包括视盘周围和斑片状脉络膜视网膜萎缩。视网膜功能显著受损，表现为暗视a波、b波和c波振幅显著降低。尽管眼轴延长导致视网膜表面积增加1.98倍，视网膜厚度减少55.95%，但经视网膜扩张的定量校正后，研究人员发现了选择性神经元丢失，而非均匀性视网膜变性。视杆细胞、视锥细胞、水平细胞和GABA能无长突细胞的总数分别减少了22%、40%、30%和57%，同时光感受器突触带（photoreceptor synaptic ribbons）丢失了66%。相比之下，视网膜神经节细胞（RGCs）和双极细胞表现出密度降低，但绝对细胞数量保持不变。这些神经元变化伴随着视网膜和脉络膜微血管变性、Müller细胞胶质化、小胶质细胞激活及视网膜下积聚，以及RPE形态异常。研究人员的发现表明，眼轴延长诱导了神经元亚型特异性退行性变，而非普遍性视网膜变薄。研究人员的实验确定了光感受器、水平细胞和抑制性无长突细胞为特别易损的神经元群体，并指出RPE支持受损、神经血管功能障碍和慢性胶质细胞激活是驱动近视性视网膜病变的关键机制。该研究为开发针对病理学近视的靶向神经保护和基于再生的治疗提供了机制框架。

**论文解读：RPE特异性Lrp2缺陷小鼠中近视性视网膜病变的神经元选择性丢失与神经血管支持受损机制**

**研究背景与问题**
病理学近视（pathologic myopia）是全球不可逆视力损伤的主要原因之一，以眼轴（axial length, AL）过度延长和进行性视网膜退行性变为特征。临床和流行病学数据显示，约3%的全球人口及12–27%的亚洲人群受其影响。尽管目前已知近视性视网膜病变（myopic retinopathy）伴随视网膜变薄、血管退行性变及神经元功能下降，但视力丧失的本质是单纯由被动性视网膜拉伸（retinal stretching）引起，还是存在主动的、细胞类型特异性的神经元退行性变，这一问题尚未明确。解决这一争议对于开发神经保护和再生治疗策略至关重要。视网膜色素上皮（retinal pigment epithelium, RPE）在维持视网膜稳态中起核心作用，包括支持光感受器代谢、调节离子和液体转运、控制免疫特权以及介导视网膜与脉络膜之间的双向信号传导。低密度脂蛋白受体相关蛋白2（low-density lipoprotein receptor–related protein 2, LRP2, 又称megalin）是一种在RPE中高表达的多功能内吞受体，其突变与Donnai-Barrow综合征（包括眼轴增长和视网膜异常）相关。既往Lrp2缺陷小鼠模型已显示眼球增大和视网膜变薄，但细胞水平的选择性神经元丢失模式尚未被阐明。因此，本研究旨在利用RPE特异性Lrp2条件性敲除（conditional knockout, CKO）小鼠，深入探究眼轴延长过程中视网膜神经元、血管、胶质细胞及RPE的协同变化，以揭示近视性视网膜病变的细胞机制。该论文发表在《Frontiers in Cellular Neuroscience》。

**关键技术与方法**
研究人员构建了RPE特异性Lrp2条件性敲除小鼠（Best1-Cre/Lrp2^fl/fl，背景为C57BL/6J），通过PCR鉴定基因型。主要技术方法包括：扫频源光学相干断层扫描（SS-OCT）测量眼轴长度（AL）、玻璃体腔深度（VCD）、中央角膜厚度（CCT）、晶状体厚度（LT）和前房深度（ACD）；带状光检影法测量屈光不正；眼压计（Icare TonoLab）测量眼压（IOP）；Phoenix Micron IV SD-OCT系统进行眼底成像和视网膜厚度分析；暗适应视网膜电图（scotopic ERG）记录a波、b波、c波和振荡电位（OPs）；OptoDrum系统评估视动反射（OKR）视觉 acuity；VG200 SS-OCTA系统进行视网膜和脉络膜血管成像，并自动分割浅层血管丛（SVP）、中间毛细血管丛（ICP）、深层毛细血管丛（DCP）及脉络膜层；荧光素眼底血管造影（FFA）评估血流灌注；免疫荧光染色结合定量分析，对RPE-脉络膜铺片和视网膜切片进行细胞计数（包括光感受器、水平细胞、双极细胞、无长突细胞、神经节细胞及小胶质细胞、Müller细胞）。所有细胞计数均经视网膜面积校正以计算绝对细胞数。

**研究结果**

**4.1 屈光与眼部参数变化**
在184只2周龄CKO小鼠中，59.8%表现为表型阳性（CKO phenotype+），其特征为AL显著延长（3.58±0.24 mm vs. 野生型WT 2.82±0.06 mm）。AL在9月龄时达到平台期，屈光度进展至约-11.23 D（1月龄）。眼压（IOP）在各组间无显著差异。LRP2敲除效率与AL呈线性正相关，提示RPE LRP2在调控眼轴生长中具有剂量依赖性作用。

**4.2 视网膜厚度与视觉功能**
OCT显示CKO phenotype+小鼠（3月龄）出现弥漫性视网膜变薄及RPE-脉络膜复合体萎缩，视网膜厚度减少55.95%。视动反应显著受损，暗适应ERG显示a波、b波、c波和OP2振幅显著降低，且隐时延长，表明严重视觉功能障碍。

**4.3 眼底改变**
CKO phenotype+小鼠（3月龄）出现血管变细、视网膜色素沉着（100%）、视盘倾斜（80%）、视盘周围萎缩（75%），以及脉络膜萎缩（9月龄时达70%），模式与人类病理学近视高度相似。

**4.4 视网膜与脉络膜血流**
OCTA和FFA显示CKO phenotype+小鼠视网膜和脉络膜血流密度、血管长度密度显著降低，荧光素充盈延迟且强度减弱。视网膜铺片中IV型胶原阳性/IB4阴性无细胞毛细血管（acellular capillaries）密度增加，提示微血管退行性变。

**4.5 视网膜细胞改变**
经视网膜面积校正后，CKO phenotype+小鼠的视杆细胞总数减少22%，视锥细胞减少40%，水平细胞减少30%，GABA能无长突细胞减少57%，光感受器突触带（Bassoon⁺）总数减少65%。这些丢失主要发生在后极部和赤道部。相比之下，视网膜神经节细胞（RGCs）和双极细胞（包括视杆双极细胞和视锥双极细胞）的密度虽降低，但绝对细胞数未显著改变，提示这些神经元仅被“稀释”而未被消灭。

**4.6 胶质细胞与RPE改变**
CKO phenotype+小鼠中，IBA-1⁺小胶质细胞数量显著增加，呈现活化形态（胞体增大、突起缩短），并在视网膜下间隙积聚，提示视网膜免疫特权受损。Müller细胞GFAP免疫反应性从神经纤维层延伸至外丛状层（OPL），表明Müller细胞胶质化。RPE铺片显示细胞面积增大、形态不规则、边界模糊、色素颗粒分散，并出现空泡和色素吞噬细胞，提示RPE损伤。

**总结与讨论**
本研究的关键发现是：眼轴延长诱导的视网膜退行性变并非均匀性细胞丢失，而是神经元亚型选择性退化——光感受器、水平细胞和GABA能无长突细胞为易损群体，而RGCs和双极细胞仅表现为密度降低而绝对数量不变。这一区别提示，被动拉伸与主动神经退行性变并存，且后者与RPE功能障碍、神经血管支持受损及慢性胶质细胞激活密切相关。研究人员指出，RPE的形态异常和脉络膜萎缩破坏了外视网膜代谢稳态，使高代谢需求的光感受器及依赖于RPE-光感受器-水平细胞回路的第一级中间神经元易受损。GABA能无长突细胞的丢失可能通过破坏抑制性回路和神经血管耦合，进一步加剧眼轴生长和视网膜退行性变的正反馈循环。Müller细胞中GFAP上调和视网膜下小胶质细胞积聚表明慢性神经炎症参与其中，而RPE免疫特权的丧失可能加速病变进展。该研究为病理学近视的靶向治疗提供了新的机制框架：除控制眼轴延长外，维持神经血管完整性和RPE功能至关重要。

**研究结论（翻译）**
研究人员的结论表明，CKO小鼠高度模拟了人类病理学近视中视网膜病理的许多特征。利用该模型，研究人员确定了选择性神经元退行性变（而非单纯细胞密度降低）是近视性视网膜病变的一个特征性标志。研究人员的实验强调了无长突细胞、视网膜血管和RPE是近视性视网膜病变中关键但未被充分认识的参与者，并提示有效的治疗策略除了控制眼轴延长外，还应致力于保护神经血管完整性。