神经退行性疾病是一类严重的疾病，其特征是由于神经功能逐渐丧失或神经元死亡导致的认知和/或运动障碍。其中，青光眼是由于视神经损伤和视网膜神经节细胞（RGCs）死亡而导致的引起不可逆性失明的主要疾病。目前，降低眼压是青光眼患者基于证据的治疗方法，但对某些患者，尤其是正常张力青光眼患者，该方法并不有效。因此，研究了其他抑制RGC进一步退化的策略，如神经保护和基因治疗。

东京大都会医学科学研究所的研究者们，克服了腺相关病毒（AAV）中基因组包装的小尺寸限制，并允许转基因的高表达。在眼睛中使用AAV介导的基因疗法，并证明iTrkB表达增强了小鼠青光眼模型中的神经保护，并刺激视神经损伤后强大的轴突再生。研究成果以“Vision protection and robust axon regeneration in glaucoma models by membrane-associated Trk receptors”为题，发表在Moleculat Therapy（IF：12.91）上。

  

研究结果

1.细胞膜锚定的TrkB蛋白（iTrkB）引发无需配体的信号传导

 

研究团队通过设计TrkB突变体，成功开发出了具有持续活性的TrkB分子（F-iTrkB）。与传统的BDNF依赖性激活方式不同，F-iTrkB能够在没有BDNF的情况下强烈激活多个下游信号通路，包括Ras-ERK和PI3K-AKT。研究结果发现在没有配体的情况下，TrkA和TrkB的细胞内区域的膜定位能够激活它们的下游信号通路。

2. 过表达F-iTrkB，改变了视网膜神经节细胞的基因表达

过往的研究认为，缺乏TrkB的老年小鼠加速了青光眼导致的RGC和视神经退化。为了进一步研究F-iTrkB对RGCs的神经保护作用，研究人员使用基因载体（AAV2-CAG-F-iTrkB-EGFP）注射到小鼠眼内，成功表达了F-iTrkB，并观察到其在体内诱导信号传导的能力。通过RNA测序分析，发现F-iTrkB改变了大量基因的表达，涉及能量代谢、蛋白质降解和神经退行性疾病等重要途径。研究结果表明F-iTrkB的表达可能对RGC的能量平衡和神经保护起着重要作用。

 

3. F-iTrkB保护青光眼小鼠模型中的RGC

为了研究TrkB信号增加对RGC的神经保护作用，研究人员使用了正常张力青光眼和GLAST KO小鼠模型。在GLAST KO小鼠中，RGC退化在3至5周之间发生，但眼压保持正常。研究发现眼内注射AAV-F-iTrkB显著提高了GLAST KO小鼠中RGC的存活率，并改善了视网膜形态和功能。此外，在高眼压青光眼小鼠模型中，AAV-F-iTrkB治疗也增加了幸存RGC的数量。总的来说，这些结果表明AAV-F-iTrkB能够有效预防或减缓与高眼压和正常眼压相关的青光眼进展。

 

4. F-iTrkB在视神经损伤后保护RGC

此外，在急性视网膜损伤模型（ONC）中，研究人员研究了AAV-F-iTrkB对RGC的影响。在ONC后两周，经过AAV-F-iTrkB处理的小鼠的RGC数量较对照组更多，显示出AAV-F-iTrkB在保护RGC方面的有效性。此外，通过PSD95和VGLUT1免疫染色可视化的突触连接在对照组中减少，而在AAV-F-iTrkB治疗的小鼠中减少的程度较轻。这种减少可能归因于细胞死亡和树突变性。研究还探究了AAV-F-iTrkB对RGC树突变性的影响，通过使用AAV-GFP标记RGC的树突形态。在ONC后三周，对照组中的RGC树突总长度、面积和分支数量显著减少，而AAV-F-iTrkB处理可以缓解这些影响。Sholl分析显示，与对照组相比，AAV-F-iTrkB处理后的树突状体在ONC后的交叉点数量明显更高。这些发现表明，AAV-F-iTrkB治疗可以减少ONC引起的RGC树突收缩。因此，AAV-F-iTrkB治疗组的视网膜反应优于ONC后的AAV-Control治疗组，表明AAV-F-iTrkB能够保护RGC的树突和突触连接。

 

5. F-iTrkB在ONC模型中促进RGC轴突再生

研究者们还探索了AAV-F-iTrkB在急性视网膜损伤模型中对RGC的影响。通过给予AAV-F-iTrkB治疗，观察到在视网膜损伤后RGC数量增加，并且突触连接的减少程度较轻。此外，AAV-F-iTrkB治疗还促进了RGC轴突的再生，表现为再生轴突的数量增加和达到较远的距离。发现AAV-F-iTrkB治疗比PTEN缺失对RGC轴突再生具有更强的刺激作用，而NF1缺失对再生没有影响。此外，在临床应用方面，AAV-F-iTrkB也显示出潜力，能够在视网膜损伤后刺激视神经再生。此外，还发现AAV-F-iTrkA同样有效地促进RGC轴突再生。综上所述，这些数据表明AAV-F-iTrkB治疗可以保护RGC免受损伤，并介导强大的轴突再生。

 

 

6. F-iTrkB在视束横断模型中促进RGC轴突再生

F-iTrkB可以诱导强大的轴突再生，尽管到达视角质的再生轴突稀疏。为了进一步评估F-iTrkB在修复视觉通路方面的效果，采用了视束横断模型，结果显示AAV-F-iTrkB处理的小鼠中观察到了视束切除部位的轴突再生。此外，在受伤后的功能测量中，AAV-F-iTrkB治疗组的眼光敏锐度略高。这些数据表明，即使损伤部位远离细胞体，AAV-F-iTrkB仍能促进RGC轴突再生。

 

 

研究总结

这篇文章主要介绍了研究人员对AAV-F-iTrkB在视神经损伤模型中对视网膜神经细胞（RGC）的影响进行的研究。研究中使用了急性损伤模型和视束横断模型来评估AAV-F-iTrkB的疗效。在急性损伤模型中，研究人员发现通过AAV-F-iTrkB处理的小鼠在视网膜中具有更多的RGC数量，表明AAV-F-iTrkB对保护RGC具有有效性。此外，通过免疫染色可视化突触连接，发现AAV-F-iTrkB处理的小鼠中突触连接的减少程度较轻，说明AAV-F-iTrkB可以减少细胞死亡和树突变性对突触连接的影响。针对RGC轴突再生的研究显示，AAV-F-iTrkB处理的小鼠在视网膜损伤后表现出更多的再生轴突，并且这种效果在损伤后的时间延长。此外，与去除PTEN抑制剂的效果相比，AAV-F-iTrkB处理对促进RGC轴突再生的效果更为强大。研究人员还采用了视束横断模型来评估AAV-F-iTrkB在修复视觉通路中的作用。结果显示，AAV-F-iTrkB处理的小鼠中观察到了视束切除部位的轴突再生，并且在功能测量中显示出稍微提高的眼光敏锐度。

综上所述，该研究表明AAV-F-iTrkB在保护RGC、促进轴突再生以及修复视觉通路方面具有潜力。
 

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