类型b
这篇综述文章由Liu Xiaonan等人撰写,作者来自多个研究机构,包括波兰西里西亚医科大学眼科系、芬兰赫尔辛基大学生物技术研究所、波兰Glaucotech公司等。该文章发表于2024年的《Molecular Medicine》期刊上,主要探讨了视网膜初级纤毛(primary cilia)及其在视网膜神经退行性疾病中的功能障碍。
文章的背景在于初级纤毛在细胞信号传导中的重要性。初级纤毛是细胞表面突出的感官细胞器,广泛存在于多种细胞类型中。它们能够检测和传递多种信号通路,如Wnt和Shh(Sonic Hedgehog)。初级纤毛的发育、维持和功能异常会导致一系列临床表现,统称为纤毛病(ciliopathies)。大多数纤毛病患者有较高的视网膜退化发生率。目前的研究主要集中在视网膜光感受器的功能和发育问题上,而其他具有纤毛的视网膜细胞类型对视网膜退化的贡献尚未被充分探索。
本文的主要内容包括以下几个方面:
初级纤毛在视网膜神经感觉层中的作用 视网膜是一个复杂的结构,负责处理通过光转导在光感受器细胞中产生的视觉冲动。视网膜神经节细胞(RGCs)位于视网膜的最内层,是所有脊椎动物发育过程中最早形成的视网膜神经元。研究表明,RGCs中的初级纤毛对其分化、发育过程以及中枢投射的形成至关重要。此外,初级纤毛可能在成年RGCs的轴突再生中发挥关键作用。例如,在小鼠模型中,大多数RGCs拥有腺苷酸环化酶3(AC3)标记的初级纤毛,这表明其在出生后发育和RGCs稳态维持中的重要作用。
初级纤毛在视网膜双极细胞和水平细胞中的作用 双极细胞和水平细胞是视网膜的重要组成部分。双极细胞桥接所有视网膜电路,接收来自光感受器的突触输入并将视觉信息传递给无长突细胞和神经节细胞。电子显微镜研究表明,豚鼠、小鼠和人类视网膜中的双极细胞均具有初级纤毛。水平细胞则主要促进侧向抑制,增强对比度并细化视觉刺激的边界。尽管水平细胞通常不被视为感觉细胞,但某些研究表明它们也可能具有初级纤毛。
初级纤毛在光感受器中的作用 哺乳动物视网膜包含三种感光细胞:视杆细胞、视锥细胞和内在感光视网膜神经节细胞(ipRGCs)。视杆细胞和视锥细胞对于视觉图像的形成至关重要,而ipRGCs则参与调节非图像形成的视觉过程,如昼夜节律和瞳孔反射。光感受器具有三个不同的细胞区室:细胞体、内段(IS)和外段(OS)。内段和外段通过非运动连接纤毛(CC)相连,这对这些细胞的正常功能和结构完整性至关重要。光感受器纤毛是最大的哺乳动物纤毛之一,所有蛋白质首先在内段合成,然后运输到外段。
初级纤毛在视网膜神经退行性疾病中的作用 初级纤毛在视网膜神经退行性疾病的发生中起着重要作用。超过120个基因已被确定与视网膜纤毛病相关,且新基因不断被发现。这些基因大多与初级纤毛组装有关,具体来说,过渡区/基体基因参与纤毛组织和维持过渡纤维和基体,这些基体作为纤毛与细胞膜的锚定点。IFT基因负责沿纤毛轴丝运输蛋白质和其他分子,中心体/周中心物质基因参与纤毛生成和纤毛稳定性,纤毛膜基因则有助于纤毛膜本身的结构和功能。
非综合征型视网膜纤毛病 非综合征型视网膜纤毛病主要包括视网膜色素变性(RP)、Leber先天性黑蒙(LCA)和锥-杆营养不良(CORD)。视网膜色素变性是一种遗传性视网膜疾病,特征是光感受器细胞逐渐丧失,导致不可逆的视力损害。Leber先天性黑蒙则以极早期的视力损害、眼球震颤和盲瞳为特征,是儿童失明的重要原因。锥-杆营养不良的特点是视网膜色素沉积,主要集中在黄斑区域。
综合征型视网膜纤毛病 综合征型视网膜纤毛病包括Senior-Løken综合征、Bardet-Biedl综合征、Joubert综合征和Alström综合征。这些疾病不仅涉及视网膜,还影响其他系统或器官。例如,Bardet-Biedl综合征是一种罕见的常染色体隐性遗传病,特征包括视网膜退化、肥胖、后轴多指畸形、学习障碍、肾受累和男性低生殖症。
当前治疗视网膜纤毛病的方法 目前,由于与初级纤毛或光感受器纤毛相关的基因功能障碍或突变引起的视网膜神经退行性疾病尚无治愈方法。然而,有一些治疗方法和干预措施可以缓解症状并延缓疾病的进展。基因治疗是最有潜力的治疗方法之一,包括使用腺相关病毒(AAV)进行基因递送。Luxturna是首个FDA批准的遗传性视网膜疾病基因疗法,为RPE65相关的LCA提供了可行的治疗选择。此外,CRISPR/Cas9基因编辑和反义寡核苷酸(ASOs)等新兴疗法也在探索中。
本文的意义和价值在于全面总结了初级纤毛在不同视网膜细胞亚型中的作用,并结合最近的研究证据,将视网膜神经退行性疾病与视网膜初级纤毛缺陷联系起来。文章不仅详细介绍了各种视网膜纤毛病的遗传和分子机制,还探讨了当前的治疗方法和未来的研究方向。这对于理解视网膜纤毛病的发病机制以及开发新的治疗策略具有重要的科学和应用价值。