引言
细胞表面受体与分泌型配体之间的相互作用使神经元能够解读胞外信号并调控神经发生、细胞命运决定、突触可塑性以及细胞存活(Baumann et al., 2025, El Ouaamari et al., 2023, Seiradake et al., 2016, Stansberry and Pierchala, 2023)。在视网膜这一高度有序、多层的神经组织中,精确的配体-受体信号传导对于维持神经元稳态和协调视网膜环路之间的活动至关重要(Hoon et al., 2014, Lam and Ayoub, 2025, Pe?a and Vazquez, 2022, Tempone et al., 2024)。尤其是视网膜神经节细胞(RGCs),依赖于多种神经营养因子来维持其结构和功能完整性(Abraham and Telias, 2025, Boia et al., 2020, Foldvari and Chen, 2016)。尽管脑源性神经营养因子(BDNF)、睫状神经营养因子和神经生长因子等神经营养配体已被评估用于神经保护,但临床疗效有限(Fedotcheva and Shimanovsky, 2025, Fudalej et al., 2021)。一个主要障碍是缺乏系统方法来鉴定与疾病相关的神经营养配体——尤其是那些其受体在受应激神经元上发生上调的配体。传统的生物化学和遗传学方法往往无法捕捉此类具有疾病选择性的配体-受体相互作用。
为克服这些挑战,我们近期开发了配体组学(ligandomics),一种平台技术,能够通过直接配体-细胞结合实现对疾病选择性配体的无偏倚、大规模发现(Li et al., 2018, Waduge et al., 2022)。将该平台应用于眼部血管疾病后,鉴定出分泌颗粒蛋白III(SCG3)作为一种具有疾病选择性的促血管生成因子,其对病理性血管的结合力增加(Ji et al., 2022b, LeBlanc et al., 2017)。随后开发的抗SCG3单克隆及人源化抗体在多个动物模型中展现出稳健的治疗效果(Dai et al., 2022, Ji et al., 2022a)。
将配体组学拓展至神经系统组织面临额外挑战。神经元嵌入在密集的胶质细胞网络中,使得区分神经元特异性配体结合与胶质细胞相互作用十分困难。为初步应对这一局限性,我们近期建立了使用分离的RGCs进行离体配体组学的方法(Waduge et al., 2025)。然而,神经元分离会破坏天然细胞表面受体,可能改变配体结合特性并限制生理相关性。这些挑战凸显了开发一种保留完整神经元微环境的配体-神经元结合检测的必要性。
在此,我们引入了一种基于玻璃体的体内配体结合(vIVLB)检测方法,该检测能够在未经酶消化解离细胞的情况下,在活体小鼠中测量配体-神经元相互作用。这一策略利用了视网膜的独特结构,即RGC层紧邻玻璃体层,允许直接接触神经元表面。作为测试配体,我们使用了VEGF——一种特征明确的促血管生成因子,同时具有促进神经元存活和轴突生长的神经营养分子功能(Foxton et al., 2013, Froger et al., 2020, Sondell et al., 2000)。利用展示VEGF的克隆T7噬菌体(VEGF-Phage)——类似于配体组学中使用的那种格式——我们优化了体内结合条件,展示了空间限制性及RGC优先的配体结合特征,并直接比较了体内、离体和植入式方法的灵敏度。最后,我们讨论了vIVLB与配体组学的整合如何能够加速疾病选择性神经营养因子的发现,并推动有效神经保护疗法的发展。
Avinash Kaur|Bojun Zhang|Han Bao|Benjamin J. Frankfort|Wei Li