眼炎症性青光眼中星形胶质细胞的分子调控作用
研究背景
青光眼是一种导致失明的主要原因，这种病症的复杂神经退行性病变包括神经胶质细胞（glial cells）的广泛炎症反应，伴随着视网膜神经节细胞（Retinal Ganglion Cells, RGCs）、视神经轴突和突触连接的逐步丧失。尽管不同的亚型、拓扑和时间变化存在，神经胶质细胞的炎症反应在从视网膜到大脑的视觉通路中普遍存在。最初，胶质细胞的反应可能是有益的，有助于组织的清除和愈合，但一旦转变为慢性激活状态，则会加剧有害的神经炎症，并促进反馈回路，导致神经元丧失。在这一阶段，除了增加产生神经毒性前炎症分子外，胶质细胞对RGCs的机械、营养和生物能量学支持的撤回也会造成胶质细胞功能障碍。此外，胶质细胞驱动的自体反应T细胞、自体抗体和补体的攻击可能会在青光眼性神经退行性变过程中放大损害。
近来的研究特别关注核因子κB（NF-κB）在多种炎症信号通路中的作用，包括肿瘤坏死因子受体（TNFR）和Toll样受体（TLR）信号，以及炎性小体。这些炎症通路调控了胶质细胞驱动的神经炎症和神经退行性病变。TNFα，更是NF-κB的一个转录靶点，是在青光眼性胶质细胞中上调的主要前炎症细胞因子。TNFR和TLR信号传导作用下，caspase-8作为初始胱天蛋白酶，能够引发RGCs凋亡、少突胶质细胞死亡和轴突退化。同时，caspase-8通过调节炎症小体在成熟炎症因子的蛋白水解释放过程中，也关系到神经炎症。
cFLIP（FLICE样抑制蛋白），是caspase-8的同源物，根据其功能作为分子开关，调控caspase-8促进炎症、凋亡或坏死程序。这项研究旨在确定cFLIP在实验性青光眼中调控神经胶质细胞驱动的神经炎症的作用。因此，研究的目标是通过分析cFLIP或cFLIPL在神经胶质细胞中的缺失来评估这种调控机制。
研究来源
该论文由Yang Xiangjun、Zeng Qun、Inam Maide Gözde、Inam Onur、Lin Chyuan-sheng和Tezel Gülgün等人合作完成，作者主要隶属于哥伦比亚大学Columbia University的Vagelos College of Physicians and Surgeons眼科和病理及细胞生物学系。该研究于2024年发表在Journal of Neuroinflammation上。
研究流程
研究对象及实验设计
该研究利用小鼠模型，通过前房微珠注射诱导小鼠眼压升高来模拟青光眼。在带有或不带有cFLIP或cFLIPL条件性缺失的小鼠中进行研究。
小鼠品系
研究包括具有神经胶质细胞特异性cFLIP条件性删除的小鼠品系。第一个品系通过从GFAP-CreERT小鼠与cFLIPflox小鼠的杂交而来。第二个品系是具有cFLIPL特异性条件性缺失的小鼠，通过将cFLIPLflox/flox小鼠与GFAP-CreERT小鼠的杂交培养。此外，实验包含对照组（野生型及只含Cre的对照）以及额外的油载体注射组。
实验诱导眼内高压
通过向前房注射微珠来诱导小鼠的眼内高压，确保实验性眼内压水平稳定在28.06 ± 4.12 mmHg。实验继续用类似的方法重复注射四周，以保证实验持续12周。
研究方法
形态学分析
分析GFAP，TNFα免疫标记视网膜整体样本及额外检测Tunel标记特定大标识对神经胶质细胞的反应。通过共聚焦显微镜采集影像数据，并使用ImageJ/Fiji软件进行定量分析。
分子分析
通过包括36重免疫测定、NanoString分析及Western blot分析等综合方法对视网膜和视神经的细胞因子、趋化因子和蛋白水平进行检测和分析。
研究发现
形态学和分子分析的主要结果
形态学分析：与对照相比，GFAP或TNFα标记的神经胶质细胞在视网膜全和视神经过度反应的样本中表达增加，显示出青光眼诱导的神经胶质细胞的反应性形态学。
分子分析：分析包括36重免疫测定，结果显示与对照相比小鼠在实验性眼内高压下，GFAP/cFLIP和GFAP/cFLIPL的样本中，前炎症细胞因，如IL1, IL2, IFNγ和TNFα，显著低于对照组（p < 0.001）。
Gene profiling：NanoString-based分子分析显示炎症相关基因在GFAP/cFLIP小鼠上有显著的上下调复响应。显示出一个类似于免疫测定的上升与下调的趋势。
特定变化与自调节机制
在青光眼性cFLIP缺失的神经胶质细胞样本中，由于少数转录成分如RelA的下降而RelB激活(RNA counts increase)。该试验中的数据揭示了一种转录自调节响应机制，可能强化存活，但同时降低炎症反应。
结论
总结主要结果
- 免疫调节效应显著：cFLIP缺失的小鼠有显著减弱的炎症反应和减小细胞因子如TNFα的标定。
- 分子机制：RelA、RelB的变化表明一种跨途径的响应机制，这可能使cFLIP缺失中致模型更能够存活，同时限制了前炎症反应。
- 神经保护：RLGC in ocular hypertensive gfap/cflip and gfap/cflipl was approximately 36% and 39% protected compared with controls. This supports the potential for immunomodulation in glaucoma treatment.
研究意义和价值
探讨cFLIP与caspase-8的相互作用对未来开发针对神经炎症及损害神经组织的治疗疗法具有重要意义。在青光眼和其他神经炎症性神经退行性疾病中，基于此开展更深入的分子研究和临床试验或能开拓出更具前景的免疫调节治疗路径。
亮点
- 新颖机制： 发现了cFLIP在神经胶质细胞驱动的神经炎症中的调节作用，显示了特有的调节响应机制。
- 实用价值： 提供了一种可能的新型青光眼治疗手段，即通过免疫调节来保护神经元。
- 重要结论的支撑数据： 实验数据全面，形态学、基因表达和蛋白分析相互支撑，逻辑清晰，结论可信。