在糖尿病视网膜病变中，ITPR2通过线粒体与内质网的连接实现钙离子转运，从而调控小胶质细胞的焦亡反应

《Journal of Translational Medicine》：ITPR2 regulates microglial pyroptosis by Ca2+ transfer through mitochondria-ER contacts in Diabetic Retinopathy

　　

摘要

背景

糖尿病视网膜病变是一种由慢性糖尿病引发的视网膜微血管并发症，可能导致失明。虽然血管功能障碍和炎症已被确认为致病因素，但糖尿病视网膜病变中细胞凋亡的调控机制仍不明确。肌醇1,4,5-三磷酸受体2型（ITPR2）与钙信号传导及炎症反应有关，但其在该疾病发病机制中的作用尚不清楚。本研究旨在探讨ITPR2是否参与调节糖尿病视网膜病变中的线粒体相关内质网膜形成、NLRP3炎性小体激活以及小胶质细胞的细胞凋亡。

方法

通过腹腔注射链脲佐菌素建立糖尿病大鼠模型，同时利用晚期糖基化终产物处理的微胶质细胞模型进行体外研究。通过siRNA敲低和质粒过表达来调控ITPR2的表达。通过透射电子显微镜、MitoTracker染色、氧消耗率、线粒体通透性转换孔开放度以及膜电位检测等方法评估线粒体的形态与功能。通过成像技术和皮尔逊相关性分析研究内质网与线粒体的连接情况。细胞凋亡则通过流式细胞术、NLRP3、GSDMD-N、caspase-1和IL-1β的Western blot检测，以及炎症因子的ELISA检测来测定。血液-视网膜屏障的完整性则通过紧密连接蛋白的表达、FITC-右旋糖酐渗透性以及跨内皮电阻来评估。

结果

糖尿病大鼠的视网膜以及经AGEs刺激的微胶质细胞中ITPR2的表达水平升高。敲低ITPR2可抑制AGEs诱导的线粒体相关内质网膜形成，减少线粒体钙超载，进而改善线粒体的结构损伤与功能异常。这些变化降低了NLRP3炎性小体的激活程度以及小胶质细胞的细胞凋亡，从而减少了促炎因子的释放。因此，内皮紧密连接蛋白的降解也得到缓解，血液-视网膜屏障的通透性降低。在体内实验中，向眼内注射针对ITPR2的腺相关病毒shRNA能够减轻糖尿病引起的视网膜毛细血管渗漏，减少无细胞毛细血管的形成，保持紧密连接蛋白的表达，同时抑制糖尿病大鼠的小胶质细胞活化与细胞凋亡。

结论

ITPR2通过促进线粒体相关内质网膜的形成、引发线粒体钙超载与功能异常，以及激活NLRP3介导的小胶质细胞细胞凋亡，推动糖尿病视网膜病变的进展，最终破坏血液-视网膜屏障。针对ITPR2信号通路进行治疗可能是缓解该疾病的一种有效策略。

图形摘要