《Visual Neuroscience》：Association of methionine-cycle dysregulation and reduced betaine with proliferative diabetic retinopathy and retinal microvascular alterations
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增殖性糖尿病视网膜病变（proliferative diabetic retinopathy，PDR）是糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy，DR）中最具视力威胁的阶段，该病日益被认为是一种神经血管性疾病，其中蛋氨酸循环失调可能损害视网膜
增殖性糖尿病视网膜病变（proliferative diabetic retinopathy，PDR）是糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy，DR）中最具视力威胁的阶段，该病日益被认为是一种神经血管性疾病，其中蛋氨酸循环失调可能损害视网膜神经血管单元。在这项回顾性观察研究中，研究人员对来自34名受试者的40只眼进行房水（aqueous humor，AH）靶向代谢组学分析，受试者分为四组：非糖尿病对照个体；无DR的糖尿病患者；非增殖性糖尿病视网膜病变（non-proliferative diabetic retinopathy，NPDR）患者；PDR患者。PDR眼表现出同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）显著升高（倍数变化2.31，p < 0.05 vs 对照组，鉴于PDR组年龄更轻、病程更长，年龄和糖尿病病程被视为潜在混杂因素）以及甜菜碱显著降低（倍数变化0.61，p < 0.05 vs NPDR），表明新生血管阶段蛋氨酸循环发生破坏。为确立AH中这些发现的生物学相关性，研究人员在高糖刺激的人视网膜微血管内皮细胞中进行体外实验，证明甜菜碱（1,000 μM）相比高糖对照组显著抑制内皮细胞增殖、迁移和成管能力（增殖和迁移p < 0.01；成管p < 0.05）——为观察到的房水甜菜碱耗竭与病理性视网膜血管生成之间提供了机制联系。在采用广角扫频源光学相干断层扫描血管成像（widefield swept-source optical coherence tomography angiography，WF SS-OCTA；9名患者12只眼）评估的探索性亚组中，发现甜菜碱水平与深层血管复合体密度（r = 0.734，p = 0.007）和分形维度（r = 0.657，p = 0.020）呈正相关，而同型半胱氨酸与浅层血管参数呈负相关（r = ?0.623，p = 0.030），提示蛋氨酸循环失衡可能反映更广泛的神经血管功能障碍。这些发现将甜菜碱定位为值得在PDR中进一步研究的候选代谢指标。
研究背景方面，糖尿病视网膜病变（DR）仍是工作年龄人群视力丧失的主要原因之一，传统危险因素如糖化血红蛋白（HbA1c）仅能解释少部分个体间风险差异。增殖性糖尿病视网膜病变（PDR）以视网膜新生血管（RNV）为特征，现有抗血管内皮生长因子（anti-VEGF）等疗法存在应答不全问题。既往非靶向玻璃体代谢组学提示蛋氨酸与半胱氨酸代谢等通路富集，蛋氨酸循环作为一碳代谢核心，连接甲基化能力、同型半胱氨酸（Hcy）再甲基化、谷胱甘肽合成与内皮功能，其中甜菜碱作为Hcy再甲基化甲基供体具有抗炎、抗氧化及抗血管生成潜能，因此本研究在《Visual Neuroscience》发表，旨在对PDR房水（AH）蛋氨酸循环进行靶向验证并整合体外与影像证据。
关键技术方法上，研究人员构建回顾性观察队列：于广东省人民医院眼科纳入34例受试者40只眼，分非糖尿病对照、无DR糖尿病、非增殖性糖尿病视网膜病变（NPDR）、PDR四组，每组10眼；采集AH行九种蛋氨酸循环代谢物靶向液相色谱质谱（LC-MS）分析；原代高糖（25 mmol/L）人视网膜微血管内皮细胞（HRMECs）设对照、高糖、高糖+Hcy（200 μM）、高糖+甜菜碱（1,000 μM）四组，行CCK-8、划痕迁移、Matrigel成管实验；亚组9例12眼行广角扫频源光学相干断层扫描血管成像（WF SS-OCTA）量化血管密度、分形维度（FD）等并与代谢物作相关分析。
研究结果部分，受试者特征小节显示PDR组年龄更轻、糖尿病病程更长，性别、空腹血糖（FBG）、高血压比例无组间差异。靶向代谢组学小节中，PDR眼Hcy持续升高、甜菜碱相对NPDR显著降低，Z评分热图呈现特征性Hcy升/甜菜碱降签名，独立队列玻璃体非靶向代谢组学亦富集蛋氨酸半胱氨酸代谢，支持循环失调。体外结果小节中，CCK-8证实Hcy促HRMECs增殖、甜菜碱共处理抑制（p < 0.01）；划痕实验示甜菜碱抑制高糖+Hcy迁移（p < 0.01）；Matrigel成管示甜菜碱减弱高糖促管形成（p < 0.05），表明甜菜碱耗竭利于内皮血管生成激活。代谢物与影像参数关联小节中，12眼亚组相关分析显示甜菜碱与深层血管复合体（DVC）密度、圆形度指数（CI）、FD正相关（r=0.734~0.804，p≤0.007），Hcy与浅层血管复合体（SVC）参数负相关（r=?0.623，p=0.030），维生素B2（VB2）与RNV面积负相关（r=?0.893，p=0.007）。
讨论部分总结，研究人员指出靶向AH代谢与体外内皮行为、WF SS-OCTA微血管参数多维吻合，Hcy升高伴甜菜碱降低反映再甲基化受损及一碳网络失衡；甜菜碱抗血管生成可能经NF-κB/Akt、ROS-VEGF/VEGFR2等通路但并非独占于蛋氨酸循环；影像相关虽为探索性但提示代谢-微血管耦合；AH作为视网膜代谢 surrogate 受前节扩散影响，需配对房水-玻璃体验证；年龄与病程混杂须在后继研究校正；Hcy-甜菜碱轴或可成辅助代谢策略而非替代既疗。
结论部分翻译：本研究证实以Hcy升高和甜菜碱降低为表现的蛋氨酸循环失衡与PDR及其微血管异常相关。甜菜碱在体外展现抗血管生成效应，探索性分析提示代谢物水平与WF SS-OCTA血管指标存在名义相关。这些发现提示代谢因素对PDR病理的潜在贡献。然而影像-代谢关联仍属初步，其临床或治疗意义需在更大纵向及干预研究中确认。
