微光成炬·渐成星河丨基因、细胞与光照,一窥近视防治新曙光

  • 2025-05-08 22:05:00
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按:在2025年ARVO会议上,近视研究领域的创新与突破如繁花盛开,展现了科学家们在探索近视防治新途径方面的卓越努力和丰硕成果。本期,我们特别精选了三项具有代表性的研究进展,以飨读者,一窥近视的探索前沿。


核心内容提要

1.AAV3在小鼠巩膜中具有高效基因递送的显著潜力,可为未来近视及相关巩膜病变研究提供重要工具。

2.P2RY12介导的视网膜小胶质细胞分支化在近视发生与发展的视网膜机制中起关键作用,或可作为近视防控的一个新靶点。

3.短期间歇性强光暴露显著延缓NHPs近视进展,提示光照可能为预防近视的有效手段。


高效实现巩膜基因递送的AAV血清型探索

巩膜重塑作为近视进展的关键因素已被广泛研究,但巩膜成纤维细胞特异性启动子的缺乏阻碍了该领域研究。既往研究中,通过Tenon囊下注射AAV-DJ载体证实了向巩膜递送基因的可行性。由于不同AAV血清型具有组织趋向性差异,筛选对巩膜具有高亲和力的血清型对提升基因递送效率至关重要。本研究旨在探索具有优异巩膜趋向性的AAV血清型,以优化该组织的基因递送效能。

将3周龄雄性C57BL/6小鼠随机分为10组(每组n=4),分别接受Tenon囊下注射10种AAV血清型(AAV1、2、3、4、5、6、7、8、10、DJ),载体携带CAG启动子驱动的绿色荧光蛋白(GFP)基因(滴度1.7×1012至3.7×1013 GC/ml)。注射部位选择Tenon囊下两处:鼻侧一处,颞侧另一处与鼻侧成约180度夹角,并向腹侧偏移约60度。4周后,使用荧光显微镜观察并成像眼球提取后的眼外肌和巩膜组织,通过ImageJ软件分析单位浓度AAV的荧光强度,比较不同血清型的GFP表达水平。

结果显示,在测试的AAV血清型中,AAV3在巩膜中表现出最高的单位浓度GFP表达。具体而言,本课题组既往使用的AAV-DJ单位浓度荧光强度为2.381±2.083 荧光强度/GC/ml,而AAV3的单位浓度荧光强度显著更高,达到12.995±4.557 荧光强度/GC/ml(P=0.013)。

结论:AAV3在小鼠巩膜中具有高效基因递送的显著潜力。该发现提示,AAV3可为未来近视及相关巩膜病变研究提供重要工具。

标题:Exploration of AAV Serotypes Efficiently Enabling Gene Delivery to the Sclera

作者:Kei Kurimoto, Shin-ichi Ikeda, Tetsu Yoshida, Kazuno Negishi, Kazuo Tsubota, Toshihide Kurihara


P2RY12介导的视网膜小胶质细胞分支化调控小鼠近视的发生与发展

近视是一种常见且危害严重的疾病,常伴随异常视觉刺激,其视网膜细胞的分子机制尚不明确。小胶质细胞在中枢神经系统具有监测和维持稳态的重要功能。然而,视网膜小胶质细胞如何响应近视中的异常视觉信号仍不清楚。假设小胶质细胞及其表面特异性嘌呤受体P2RY12参与近视进展,其分支形态变化可能是对异常视觉信号的应答反应。

对28日龄小鼠右眼进行为期4周的形觉剥夺性近视诱导。通过红外验光仪和光学相干断层扫描评估屈光度与眼轴长度。结合特异性药理学干预和条件性p2ry12基因敲除工具验证小胶质细胞及P2RY12在近视中的作用。对全视网膜铺片进行小胶质细胞形态学分析,包括总数量、分支总长度及Sholl分析。玻璃体腔注射腺相关病毒特异性激活视网膜多巴胺能无长突细胞(DACs)。定义标准化屈光偏移(NRS)和眼轴增长量(NALE)为形觉剥夺眼与对照眼的差值。统计分析采用双尾t检验和单因素方差分析。

(1)使用PLX5622清除小胶质细胞组(n=17只小鼠)的屈光度变化(-2.29±0.47 D)显著低于对照组(-5.89±0.49 D)(P<0.0001),眼轴增长量(5.60±8.87μm)显著低于对照组(24.05±6.53μm);

(2)在近视诱导过程中应用P2RY12拮抗剂和条件性基因敲除,均显示出抑制近视进展和减少小胶质细胞分支化的相似趋势;

(3)激活视网膜DACs导致显著近视漂移(NRS:-8.26±0.81 D,n=20只,P<0.0001;NALE:45.14±9.83 μm,n=20只,P=0.0002),并伴随复杂的小胶质细胞分支化(hM3D[Gq]眼分支总长度1368.97±42.68 μm vs 对照眼1195.27±52.99 μm,P=0.0414)。

结论:P2RY12介导的视网膜小胶质细胞分支化在近视发生与发展的视网膜机制中起关键作用。因此,深入研究P2RY12及其调控的小胶质细胞分支化机制,可能为近视的预防和治疗提供新的思路。

标题:Retinal microglia ramification mediated by P2RY12 influences myopia onset and development in mouse

作者:Pengfan Chen, Jing Ji, Xiangyi Wen, Longqian Liu


短期间歇性强光暴露显著延缓非人类灵长类动物近视进展

既往有研究表明,光照能够刺激视网膜多巴胺的释放,而多巴胺是抑制近视发展的重要因子。

该研究旨在评估不同时长的间歇性强光(IBL)暴露对非人类灵长类动物(NHPs)形觉剥夺性近视(FDM)及视网膜血流灌注的影响。

将21只幼年猕猴(日龄21±4天)置于12小时光/暗循环的荧光灯环境(SL, 140 lux)中饲养154天。动物分为三组:对照组(n=8)维持SL环境;两个实验组分别每日额外增加4次×1小时(IBL组,n=8)或4次×15分钟(s-IBL组,n=5)的高强度LED光照(11,000 lux)。强光干预每2小时实施一次。通过3D打印头盔在单侧眼(形觉剥夺眼)使用平光镜片和遮挡膜(20/300视力)诱导FDM,对侧对照眼覆盖平光镜片。每两周评估眼轴长度(AL)、屈光度、脉络膜厚度(CT)及视网膜灌注参数,结果以平均眼间差异(IOD=形觉剥夺眼-对照眼)±标准误差表示,采用双因素重复测量方差分析进行组间和天数比较。

与SL相比:

  • IBL完全阻止FDM发展(所有指标P<0.001);

  • s-IBL显著延缓发展(AL:P<0.01;屈光度:P<0.001;CT:P<0.01)。

至第154天,s-IBL(持续时间仅为IBL的25%)相比SL(均P<0.05):

  • 眼轴增长减少60.5%;

  • 近视屈光度降低48.3%;

  • 脉络膜变薄减少57.1%。


AL、屈光度和CT的变化与IBL持续时间的关系符合指数衰减/增长函数。光学相干断层扫描血管成像显示,与SL组相比,IBL可防止中央凹深层无血管区面积扩大(P=0.02)。



结论:每日4小时IBL可预防FDM,而更实用的4次×15分钟方案也能有效延缓NHPs近视进展;IBL的保护作用可能与视网膜血流灌注变化有关,需进一步研究。这一发现为近视防控提供了重要的理论依据,并提示增加户外活动时间和改善人工照明条件可能成为预防近视的有效手段。

标题:Short intermittent exposures to bright light can significantly slow myopia development in non-human primates

作者:Raymond P. Najjar, Bingyao Tan, Antonio Chin Yeong Wong, Leopold Schmetterer, VeluchamyA. Barathi, Seang-Mei Saw, MuralidharanArumugam Ramachandran.



总结

ARVO会议上的这些研究进展,不仅展示了近视研究的最新成果,也为未来的近视防治提供了新的方向。随着基因治疗、光照干预和分子机制研究的不断深入,我们有理由相信,近视的防治将迎来更加光明的未来。



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条评论

  • Linda Gareth
    2015年3月6日, 下午2:51

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