α-突触核蛋白寡聚体诱导帕金森病大鼠模型中视网膜病理与脑部病变的关联性研究

《Cell Death Discovery》：Retinal alterations resemble brain pathology in a rat model of Parkinson’s disease induced by intranigral infusion of α-synuclein oligomers

本研究针对帕金森病（PD）中非运动症状——视网膜功能障碍的病理机制展开探索。通过向大鼠黑质双侧灌注人源α-突触核蛋白寡聚体（H-α-SynOs），研究人员发现视网膜出现磷酸化α-Syn（pS129）沉积、多巴胺能神经元功能受损（酪氨酸羟化酶TH表达下降）、miR-384-5p/SIRT1轴失调及TLR4/NF-κB通路介导的神经炎症。该模型首次在脑部投射区外重现PD典型病理，为视网膜作为PD病理监测窗口提供了实验依据。

　　

帕金森病（Parkinson’s disease, PD）作为一种常见的神经退行性疾病，长期以来以黑质致密部（substantia nigra pars compacta, SNpc）多巴胺能神经元退行性变和α-突触核蛋白（α-synuclein, α-Syn）聚集形成的路易体为主要病理特征。然而，越来越多的临床证据表明，PD患者常伴随一系列非运动症状，其中视觉障碍如幻觉、复视、对比敏感度下降及视网膜结构异常尤为突出。尽管视网膜作为中枢神经系统的延伸部分，其病理变化可能反映大脑的神经退行性过程，但α-Syn在视网膜功能障碍中的具体作用机制仍不清楚。

为解决这一问题，意大利卡塔尼亚大学、卡利亚里大学的研究团队在《Cell Death Discovery》上发表了一项研究，利用一种翻译性大鼠PD模型，通过双侧黑质内灌注人源α-Syn寡聚体（H-α-SynOs），系统评估了视网膜是否出现与PD相关的病理改变。研究结果显示，H-α-SynOs脑内注射不仅诱发脑部病变，还引起视网膜中磷酸化α-Syn（pS129）积累、多巴胺能标志物酪氨酸羟化酶（tyrosine hydroxylase, TH）表达降低、炎症反应激活及特定microRNA表达谱改变，首次在实验模型中全面模拟了PD患者在视网膜层面观察到的多种病理特征。

在方法学上，作者主要依托以下关键技术展开研究：使用立体定向注射技术向SD大鼠SNpc区域注入H-α-SynOs；通过蛋白质免疫印迹（Western blot）和免疫荧光染色分析视网膜中α-Syn、p-α-Syn、TH、SIRT1、GFAP、Iba-1、TLR4、NF-κB及炎症因子表达；采用实时荧光定量PCR检测PD相关miRNA表达变化；借助生物信息学工具（DIANA-miRPath v.3、Cytoscape）构建miRNA-通路调控网络；并运用立体体学计数对黑质TH⁺神经元进行定量分析。

Increased retinal p-α-Syn expression following intracerebral infusion of H-α-SynOs

研究发现，脑内灌注H-α-SynOs可导致视网膜中α-Syn在内丛状层（inner plexiform layer, IPL）表达升高，而在视网膜色素上皮（retinal pigmented epithelium, RPE）层表达下降；同时，磷酸化α-Syn（pS129）在外丛状层（outer plexiform layer, OPL）和RPE层显著积累，Western blot结果进一步确认p-α-Syn蛋白水平上调。

H-α-SynOs-induced dopaminergic disfunction in the retina

研究显示，H-α-SynOs灌注组大鼠视网膜TH⁺细胞数量显著减少，尤其在IPL层；Western blot验证TH蛋白表达下降，提示多巴胺能神经元功能受损，与PD视网膜病理一致。

Upregulation of predicted PD-associated miRNAs in the retinas of H-α-SynOs-infused rats

通过生物信息学分析与实验验证，研究发现三种miRNA（miR-27a-3p、miR-128-2-5p和miR-384-5p）在H-α-SynOs组视网膜中表达上调，这些miRNA与PD相关信号通路密切关联。

miR-384-5p-target molecule SIRT1 is reduced in the retina of H-α-SynOs-infused rats

进一步聚焦miR-384-5p，发现其上调伴随靶分子SIRT1蛋白表达下降。免疫荧光与Western blot结果一致表明SIRT1在IPL和OPL层表达降低，提示该轴可能参与视网膜神经保护机制失调。

Retinal macroglia and microglia activation in H-α-SynOs-infused rats

研究观察到H-α-SynOs灌注后，视网膜中星形胶质细胞标志物GFAP和小胶质细胞标志物Iba-1表达显著增加，GFAP阳性进程延伸至外核层（outer nuclear layer, ONL），而Iba-1⁺细胞在IPL和OPL层明显增多，表明神经炎症反应被激活。

Activation of the TLR4/NF-κB axis and inflammatory response in the rat retina after intracerebral infusion of H-α-SynOs

机制研究表明，TLR4表达在IPL层显著上调，并伴随NF-κB磷酸化水平升高；下游炎症因子TNF-α和TNFSF10蛋白表达也增加，提示TLR4/NF-κB信号通路在介导视网膜炎症中起关键作用。

综上所述，该研究通过H-α-SynOs诱导的PD大鼠模型，首次系统证实脑内α-Syn病理可扩散至视网膜，引发磷酸化α-Syn沉积、多巴胺能功能障碍、miRNA表达失调及TLR4/NF-κB通路介导的神经炎症。这些变化与临床PD患者的视网膜病理特征高度吻合，不仅强化了该动物模型在模拟PD多系统病理方面的有效性，也为利用视网膜作为PD疾病监测窗口提供了理论依据。此外，研究揭示了miR-384-5p/SIRT1轴及天然免疫通路在视网膜病变中的调控作用，为开发针对PD非运动症状的干预策略提供了新靶点。