提起
青光眼,想必大家不會感到陌生。據悉,青光眼是全球導致失明的第二大病因,僅次于白內障,據不完全統計,僅我國青光眼患者人數就高達2182萬,居世界首位。更加糟糕的是,目前臨床上針對青光眼暫無行之有效的防治方法,相關新興療法仍有待進一步研究。
再生醫學網獲悉,近日,Adriana Di Polo等人揭示了胰島素能夠通過激活mTOR通路,促進RGCs突觸再生,從而恢復視力。相關成果發表在Sci Adv上。
為了探討胰島素是否能促進樹突再生,研究人員通過在小鼠眼內注射磁性微珠來誘導眼部高壓(OHT),隨后用胰島素治療。
研究發現,OHT導致視網膜神經節細胞(RGCs)樹突顯著退縮,而僅僅降低眼壓并不能促進樹突再生。但胰島素治療可以促進這些樹突再生,恢復其長度、覆蓋面積和分支數量。
研究還顯示,局部使用的
胰島素可以穿透角膜到達視網膜,表明胰島素有助于RGCs在OHT條件下實現樹突再生。
進一步的實驗顯示,在眼部高壓(OHT)條件下視網膜神經節細胞(RGCs)與雙極細胞之間的興奮性突觸顯著減少,而胰島素治療則能恢復這些突觸的關鍵蛋白(PSD95和VGLUT1)的表達。
通過使用帶有紅色熒光蛋白標簽的病毒載體,研究人員可視化并量化了再生樹突上的突觸復合體,發現胰島素治療能夠顯著恢復近端及遠端RGCs樹突上興奮性突觸的密度。
此外,胰島素對不同RGC亞型的突觸恢復效果一致,這意味著胰島素治療可以獨立于RGC亞型及其與胞體的距離,全面恢復再生樹突上的興奮性突觸密度。
研究者利用靶向短干擾RNA(siRNA)抑制了mTORC1的下游效應蛋白S6K和4EBP1,以探究它們在胰島素介導的樹突再生中的作用。
結果顯示,敲低S6K完全阻止了胰島素誘導的樹突再生,導致RGCs的樹突縮短且分支減少,而4EBP1的敲低并未影響再生過程。
此外,S6K的再生作用在不同類型的
視神經損傷(如創傷性視神經損傷)中均得到了驗證,表明S6K是胰島素依賴的RGC樹突再生的關鍵調節因子。
此外,研究還發現S6K可以通過磷酸化mTORC2的關鍵成分SIN1來影響其活性,而SIN1的磷酸化是胰島素介導的樹突再生所必需的。
具體來說,S6K磷酸化了SIN1的Thr86和Thr398位點,促進了mTORC2的激活。SIN1的敲低顯著抑制了胰島素誘導的RGC樹突再生,表明SIN1在這一過程中起著關鍵作用。
此外,SIN1的磷酸化還與Akt的激活有關,Akt進一步激活mTORC1,形成正反饋循環,從而增強蛋白質翻譯和樹突再生。這說明mTORC1和mTORC2通過SIN1相互作用,共同促進胰島素誘導的RGC樹突再生。
研究人員利用OHT誘導的損傷模型考察了胰島素治療對RGC存活的影響。結果顯示,在OHT后使用胰島素治療,能夠顯著提高RGC的存活率,維持其密度接近未受損的對照組水平,而對照組中使用生理鹽水治療的視網膜則表現出明顯的神經元死亡。
此外,通過單細胞鈣離子(Ca??)信號記錄分析,發現胰島素治療恢復了RGC的光刺激引發的Ca??瞬態動態,表現為Ca??衰減時間縮短,與未受損傷的對照組相似。功能性測試表明,胰島素治療還能顯著改善視力表現,使高眼壓引起的視覺損傷得以恢復。
青光眼主要與病理性的眼壓升高有關,而想要有效治療該病,就必須在一定程度上降低眼壓。對此,
再生醫學網獲悉,通過前述研究成果,我們認識到胰島素可激活mTOR通路,進而促進RGCs突觸再生,并最終恢復視力,相信在不久的將來,該療法定能夠得到大規模推廣應用,從而幫助到更多的患者,使其能夠重獲光明。
