本文转载自“细胞”微信公众号
青光眼是造成视觉障碍和失明的主要原因。在一项新的研究中，来自美国西奈山伊坎医学院等研究机构的研究人员发现在一种青光眼小鼠模型中，一种基因疗法能保护视神经细胞并保护视力。这一发现为开发针对青光眼的神经保护疗法提供了一条道路。相关研究结果于2021年7月22日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Preservation of vision after CaMKII-mediated protection of retinal ganglion cells”。
青光眼是由视神经不可逆的神经变性导致的，视神经是来自视网膜神经节细胞的轴突束，将信号从眼睛传到大脑以产生视觉。现有的治疗方法通过降低升高的眼压来减缓视力丧失，然而有些青光眼尽管眼压正常，却会发展成失明。神经保护疗法将是一次飞跃，满足缺乏治疗方案的青光眼患者的需求。
论文通讯作者、西奈山伊坎医学院眼科和神经科学副教授Bo Chen博士说，“我们的研究首次表明，激活CaMKII通路有助于保护视网膜神经节细胞免受各种伤害和多种青光眼模型的影响。”
CaMKII（calcium/calmodulin-dependent protein kinase II, 钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II）通路调节着整个身体的关键细胞过程和功能，包括眼睛里的视网膜神经节细胞。然而，CaMKII在视网膜神经节细胞健康中的确切作用还不是很清楚。例如，依赖于不同的条件，对CaMKII活性的抑制已被证明对视网膜神经节细胞有保护作用或有害作用。
Chen及其团队通过使用CaMKII活性的抗体标记，发现每当视网膜神经节细胞暴露于毒素或视神经因挤压伤出现创伤时，CaMKII通路信号就会受到损害，这表明CaMKII活性和视网膜神经节细胞的生存之间存在关联。
利用基因疗法阻止青光眼引起的视力下降，图片来自Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.06.031。
在寻找干预的方法时，他们发现用基因疗法激活CaMKII通路被证明对视网膜神经节细胞有保护作用。在遭受毒性刺激（对这些细胞造成快速损害）之前和遭受视神经挤压伤（造成较慢的损害）之后，对小鼠进行基因治疗，增加了CaMKII的活性，有力地保护了视网膜神经节细胞。
在经过基因治疗的小鼠中，77%的视网膜神经节细胞在遭受毒性刺激（toxic insult）后12个月内存活，而对照组小鼠只有8%。在遭受视神经挤压伤6个月后，77%的视网膜神经节细胞存活，而对照组只有7%。
同样，通过基因治疗提高CaMKII的活性被证明对基于眼压升高或基因缺陷的青光眼模型中的视网膜神经节细胞有保护作用。
根据视网膜电图测量的细胞活动和视觉皮层中的活动模式，视网膜神经节细胞存活率的提高转化为保留视觉功能的可能性更大。
三项基于视觉的行为测试也证实了接受基因治疗的小鼠的持续视觉功能。在视觉水迷宫任务中，这些小鼠被训练成根据电脑显示器上的视觉刺激游向一个水下平台。深度感知通过一项视觉悬崖测试得到了证实，该测试基于小鼠天生倾向于走到悬崖的浅边。最后，一项测试确定，与未经基因治疗的小鼠相比，当显示一种旨在模拟威胁的高空刺激时，经过基因治疗的小鼠更容易做出防御性反应（通过躲藏、僵住或摇尾巴）。
Chen总结说，“如果我们使视网膜神经节细胞对导致青光眼细胞死亡的毒性刺激有更强的抵抗力和耐受力，它们可能能够存活更长时间并保持它们的功能。”
参考资料：
1.Xinzheng Guo et al. Preservation of vision after CaMKII-mediated protection of retinal ganglion cells. Cell, 2021, doi:10.1016/j.cell.2021.06.031
