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为探究 PNPLA6 在视网膜中的作用机制，研究人员开展相关研究，发现其通过胆碱调节视网膜稳态，为视网膜疾病治疗提供新思路。
一、研究背景
在人体的众多疾病中，遗传性视网膜退行性疾病一直是困扰医学界的难题，其中视网膜色素变性（Retinitis pigmentosa）尤为突出。它如同隐匿在黑暗中的 “视力杀手”，每 4000 - 8000 人中就有 1 人患病，悄无声息地剥夺患者的视力，导致视野缩小、夜盲等症状。目前，虽然已知超过 100 个基因的突变与这种疾病相关，但确切的发病机制却如同迷雾，难以捉摸。临床上，针对视网膜色素变性的治疗手段极为有限，大多只能通过药物、维生素等进行辅助治疗，延缓病情发展。
而在细胞层面，磷脂代谢对维持正常的眼部功能至关重要。磷脂参与了视网膜细胞的结构组成和多种生理过程，其代谢异常会引发一系列眼部问题。例如，多个与磷脂代谢相关的基因发生突变，会导致视网膜出现病变。在这个复杂的磷脂代谢网络中，PNPLA6（patatin 样磷脂酶 6）作为一种关键的酶，却一直未被完全了解。尽管它的突变与遗传性视网膜退行性疾病存在关联，但在视网膜中具体发挥何种作用，通过何种机制影响视网膜的稳态，都是亟待解答的问题。
为了揭开这些谜团，来自东京大学等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们理解视网膜疾病的发病机制和开发新的治疗策略带来了新的曙光。
二、研究方法
研究人员主要采用了多种关键技术方法。在动物实验方面，通过构建多种基因工程小鼠模型，如条件性 Pnpla6 基因敲除小鼠（Pnpla6fl/flCAG - CreER (+)）等，来模拟 PNPLA6 缺失的情况。利用光学相干断层扫描（OCT）、电子显微镜技术，对小鼠视网膜的结构进行观察和分析。同时，采用电生理分析（ERG）来评估视网膜的功能变化。在细胞实验方面，使用人视网膜色素上皮细胞系 ARPE - 19 和小鼠视网膜锥体细胞系 661W，通过基因沉默、过表达等技术，研究 PNPLA6 对细胞功能的影响。还运用脂质组学和代谢组学技术，分析细胞和组织中的脂质和代谢物变化，从而深入探究 PNPLA6 在磷脂代谢中的作用机制。
三、研究结果
- PNPLA6 在视网膜中的表达：研究发现，PNPLA6 在人及小鼠视网膜的色素上皮（RPE）细胞中高度表达。通过定量 PCR（qPCR）和免疫染色等实验，证实了 PNPLA6 在 RPE 细胞中的特异性高表达，而在其他眼部组织中表达较低。这一结果暗示了 PNPLA6 在 RPE 细胞中可能具有特殊的功能。
- PNPLA6 缺失导致视网膜变性：通过构建不同类型的 PNPLA6 缺失小鼠模型，包括全身性、眼部选择性和 RPE 特异性缺失模型，研究人员发现，PNPLA6 缺失会导致视网膜变薄，尤其是外核层（ONL）的厚度明显减少，光感受器细胞数量减少。同时，视网膜的功能也受到严重影响，ERG 检测显示 a 波和 b 波振幅降低，表明视网膜的光感受和信号传递功能受损。这些结果表明，PNPLA6 在维持视网膜的正常结构和功能方面起着关键作用。
- PNPLA6 的酶活性及对磷脂代谢的影响：在 ARPE - 19 细胞中进行的实验表明，PNPLA6 具有磷脂酶 B（PLB）活性。通过脂质组学分析发现，PNPLA6 敲低会导致细胞内总磷脂酰胆碱（PC）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）水平升高，而甘油磷酸胆碱（GPC）和胆碱水平降低。相反，PNPLA6 过表达则会使这些脂质水平发生相反的变化。这说明 PNPLA6 通过催化 PC 和 LPC 的水解，参与了磷脂的代谢过程，进而影响胆碱的生成。
- PNPLA6 对 RPE 细胞功能的影响：进一步研究发现，PNPLA6 敲低会影响 RPE 细胞的多种功能。细胞增殖能力下降，细胞周期进程受阻，G1 期细胞增多，G2/M 期细胞减少。细胞间的黏附能力也受到影响，紧密连接蛋白 ZO - 1 的定位异常，细胞黏附相关基因表达改变。此外，RPE 细胞的吞噬功能和线粒体功能也出现异常，线粒体膜电位降低，ATP 生成减少。这些结果表明，PNPLA6 对 RPE 细胞的正常功能维持至关重要。
- PNPLA6 介导的胆碱代谢对光感受器细胞的影响：光感受器细胞的生存和功能依赖于 RPE 细胞提供的营养物质，其中胆碱是关键的营养成分之一。研究发现，RPE 细胞通过 PNPLA6 水解 PC 产生胆碱，并将其分泌到细胞外，供相邻的光感受器细胞摄取利用。当 PNPLA6 缺失时，光感受器细胞摄取的胆碱减少，细胞增殖受到抑制，凋亡相关基因表达增加，线粒体数量减少。补充胆碱能够显著改善这些异常情况，表明 PNPLA6 介导的胆碱代谢对光感受器细胞的生存和功能具有重要意义。
- 胆碱补充对视网膜变性的改善作用：基于上述研究结果，研究人员推测补充胆碱可能对 PNPLA6 缺失导致的视网膜变性具有治疗作用。实验结果证实，通过眼滴给予 2% 的胆碱溶液，能够显著改善眼部选择性 Pnpla6 缺失小鼠的视网膜病变，包括视网膜厚度的恢复、光感受器细胞结构的改善以及视觉功能的提升。这一结果为视网膜变性疾病的治疗提供了新的潜在策略。
- PNPLA6 突变对酶活性的影响：研究人员对与 Boucher - Neuh?user 和 Laurence - Moon 综合征相关的 PNPLA6 点突变（T1058I 和 G726R）进行了研究。通过构建突变体并在 ARPE - 19 细胞中表达，发现这些突变体丧失了促进细胞增殖和增加细胞内胆碱水平的能力。通过同源建模分析，揭示了 T1058I 突变可能通过影响 PNPLA6 的结构，降低其酶活性，从而导致疾病的发生。
四、研究结论与意义
本研究通过多种实验方法，全面揭示了 PNPLA6 在视网膜稳态维持中的重要作用。PNPLA6 通过其 PLB 活性调节 PC 的代谢，促进胆碱的释放和循环利用，这一过程对于 RPE 细胞和光感受器细胞的正常功能维持至关重要。PNPLA6 缺失会导致视网膜变性，而补充胆碱能够有效改善这种情况。这不仅为理解视网膜色素变性等遗传性视网膜疾病的发病机制提供了新的视角，也为开发针对这些疾病的治疗策略提供了重要的理论依据。未来，有望基于这些发现，进一步探索通过调节胆碱代谢来治疗视网膜疾病的新方法，为广大视网膜疾病患者带来新的希望。
