针对眼部的A20基因疗法通过减少病理性新生血管形成、胶质增生和神经元凋亡来缓解缺血性视网膜病变

《The FASEB Journal》：Eye-Targeted A20 Gene Therapy Alleviates Ischemic Retinopathy by Reducing Pathologic Neovascularization, Gliosis, and Neuronal Apoptosis

视网膜缺血性增殖性病变（PR）的治疗面临抗VEGF疗法的局限性，而A20蛋白通过抑制NF-κB信号通路，同时调控血管生成、胶质细胞活化及神经元凋亡，展现出全面的保护作用。本研究通过体内外实验证实，眼内注射A20基因疗法可显著减少氧诱导视网膜病变（OIR）小鼠的中央血管丢失和病理新生血管，同时抑制胶质细胞炎症反应并保护神经元免受凋亡。机制上，A20通过下调ERK1/2和PKCβII磷酸化水平抑制血管增殖信号，并维持Müller细胞功能以减少炎症和凋亡。基因敲除模型进一步验证了A20对PR病理的关键调控作用。分隔符：

　　在本研究中，科学家探讨了A20/TNFAIP3基因在治疗缺血性增生性视网膜病变（PR）中的潜在作用。这类疾病，如早产儿视网膜病变（ROP）和糖尿病性增生性视网膜病变（DPR），是全球导致失明的主要原因之一。尽管这些疾病的病因不同，但它们共享一些关键的病理特征，例如视网膜内皮细胞（EC）的丢失和缺氧引发的视网膜胶质细胞反应。这些反应会引发促炎性细胞因子和促血管生成因子的释放，其中最重要的就是VEGF（血管内皮生长因子）。VEGF的激活进一步导致异常的补偿性视网膜新生血管形成，这些血管通常是未成熟的、渗漏的，从而引发出血和视网膜瘢痕，加重视网膜缺血，并最终导致感光细胞和神经细胞的死亡。

VEGF主要由胶质细胞和视网膜内皮细胞在缺氧状态下产生，通过与VEGFR-2（VEGF受体2）结合，驱动下游的信号通路，如ERK1/2（细胞外信号调节激酶）和PKC（蛋白激酶C）的激活。这些信号分别促进内皮细胞的增殖和通透性增加，进而推动视网膜病变的发展。虽然已有研究尝试通过抑制PKCβ或直接阻断VEGF来治疗PR，但其中PKCβ抑制剂Ruboxistaurin未能有效预防异常血管生成，最终被终止，而抗VEGF疗法尽管效果有限，但总体而言表现更为优越。然而，抗VEGF治疗仍然面临主要的局限，包括原发性或继发性耐药以及不良副作用。这些不良反应部分归因于其他促血管生成因子（如FGF）的补偿效应，而长期抑制VEGF可能导致内皮细胞和神经细胞的生存问题，因为VEGF在这些细胞的存活中扮演着关键角色。此外，VEGF对于维持视网膜胶质细胞（如星形胶质细胞、Müller细胞和小胶质细胞）的完整性也至关重要。

因此，科学家提出，要克服抗VEGF治疗的局限，未来的治疗策略应超越对异常血管生成的直接干预，同时针对视网膜炎症反应和其相关的细胞因子产生进行调控。已有研究表明，在氧诱导视网膜病变（OIR）小鼠模型中，阻断或调节促炎性TNF信号或减少小胶质细胞和Müller细胞的激活可以显著缓解PR。基于这一发现，科学家推测，能够全面干预缺血性和炎症性损伤之间的复杂相互作用，同时减少异常血管生成并保护神经视网膜免于死亡的疗法，将有望解决这一未满足的临床需求。

在本研究中，科学家首先通过在体外和体内实验评估了A20对视网膜病变的调控作用。A20是一种已知的NF-κB激活的强效抑制因子，具有广泛的抗炎和细胞保护功能。科学家在人类视网膜内皮细胞（HREC）中进行了增殖和迁移实验，发现A20的过表达显著抑制了血管生成反应，而其敲除则导致异常血管生成增加。进一步的体内实验显示，向OIR小鼠模型的视网膜中导入A20基因治疗，能够显著减少中央血管闭塞和周围异常新生血管形成，而A20的敲除则导致这些病变加重。这些结果表明，A20在调控缺血性视网膜病变的严重程度中具有关键作用。

此外，研究还发现，A20的过表达不仅能够减少异常血管生成，还能降低视网膜胶质细胞的炎症反应，并改善Müller细胞的功能。通过免疫组化和免疫荧光分析，科学家观察到A20治疗显著减少了GFAP（胶质纤维酸性蛋白）和GS（谷氨酰胺合成酶）的表达，同时减少了细胞凋亡。而A20的敲除则加剧了这些现象。这些发现表明，A20在视网膜病变中不仅调控异常血管生成，还对视网膜炎症和细胞凋亡具有抑制作用。

在神经保护方面，A20的过表达显著降低了视网膜中TUNEL（末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP尼克末端标记）和FJC（Fluoro-Jade C）的凋亡标记，表明A20能够保护神经细胞免于缺血性死亡。同时，A20的过表达还增强了AKT（蛋白激酶B）的磷酸化，这可能是其通过促进AKT信号通路来支持神经细胞存活的机制之一。相比之下，A20的敲除则导致AKT活性降低，并加剧了神经细胞死亡。这些结果表明，A20在调控视网膜细胞存活和防止神经退行性病变方面具有重要作用。

研究还发现，A20的过表达能够减少Müller细胞的激活和功能障碍，例如通过维持GS的表达并抑制GFAP的过度激活，从而保护感光细胞的健康。在视网膜缺血的背景下，GS的减少可能导致谷氨酸水平升高，进而加剧疾病严重程度。因此，A20通过调控Müller细胞的功能，能够减轻炎症反应并促进视网膜修复。此外，A20的过表达还能够抑制小胶质细胞的激活，这些细胞在视网膜炎症中起着重要作用，其过度激活可能导致异常血管生成和神经细胞死亡。

在实验方法上，科学家采用了多种技术手段，包括体外细胞培养、基因治疗、免疫组化、免疫荧光、Western blot和qPCR等。通过这些方法，科学家不仅验证了A20对血管生成的调控作用，还揭示了其在抑制炎症和细胞凋亡中的关键机制。研究结果表明，A20在缺血性视网膜病变中具有多重作用，包括抑制异常血管生成、减少胶质细胞反应和保护神经细胞存活。这些发现为未来开发更安全、更有效的治疗策略提供了理论基础。

此外，研究还探讨了A20在糖尿病性视网膜病变（DPR）和早产儿视网膜病变（ROP）中的潜在治疗价值。科学家发现，A20的过表达能够减少这些疾病中异常血管生成和炎症反应，而其敲除则加剧了这些病理特征。这些结果表明，A20可能成为一种具有广泛治疗潜力的靶点，尤其适用于那些因遗传变异或蛋白降解而A20表达不足的患者。

研究还发现，A20的过表达能够通过激活AKT信号通路来减少细胞凋亡，同时抑制VEGF驱动的ERK1/2和PKCβII的激活，这可能是其保护视网膜细胞的关键机制。通过抑制这些促炎和促血管生成信号，A20能够减少视网膜细胞的损伤，从而延缓疾病的进展。此外，A20的表达还与视网膜胶质细胞的功能密切相关，其过表达能够改善Müller细胞的健康状态，抑制其过度激活，从而维持视网膜的结构和功能。

综上所述，A20在视网膜病变中具有重要的治疗潜力，能够通过多重机制减少异常血管生成、抑制炎症反应和保护神经细胞。这些发现不仅为理解PR的病理机制提供了新的视角，也为未来开发更有效的治疗策略提供了依据。科学家认为，A20作为一种天然的NF-κB抑制因子，其在视网膜中的作用可能为其他相关疾病的治疗带来启发，例如糖尿病性视网膜病变和糖尿病性黄斑水肿等。此外，A20在视网膜中的表达还可能扩展到其他细胞类型，如视网膜色素上皮细胞（RPE），为更广泛的视网膜疾病治疗提供可能。

研究的结论强调，A20作为一种天然的调控因子，其在缺血性视网膜病变中的作用具有重要意义。通过基因治疗手段，A20能够有效减少异常血管生成和炎症反应，同时保护神经细胞和内皮细胞免于死亡。这些结果表明，A20可能成为一种具有广阔应用前景的治疗靶点，尤其是在那些抗VEGF疗法效果有限的患者中。科学家认为，未来的研究可以进一步探索A20在其他促血管生成和促炎性因子中的调控作用，以及其在不同病理条件下的表达变化，以更好地理解其在视网膜疾病中的全面作用。