综述:青光眼神经退行性病变中的胶质细胞介导的免疫调节:机制及其治疗意义

【字体: 时间:2025年12月02日 来源:Frontiers in Immunology 5.9

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  青光眼由胶质细胞激活引发神经炎症,导致视网膜神经节细胞(RGC)丢失和视神经损伤。微胶质、星形胶质细胞和穆勒细胞通过释放TNF-α、IL-1β、补体蛋白等介质,激活TLR4-NF-κB、EGFR/iNOS/COX-2等信号通路,形成自强化炎症环路,促进RGC凋亡和视神经纤维层重塑。靶向mTOR、JAK/STAT等通路可抑制胶质活化,保护RGC。

  
青光眼作为一种由眼压升高引发的不可逆性视力丧失疾病,其核心病理特征在于视网膜神经节细胞(RGC)的退行性变与视神经损伤。近年来,神经炎症机制逐渐成为揭示青光眼复杂病理网络的关键线索。研究表明,胶质细胞——包括微胶质、星形胶质细胞和Müller细胞——通过分泌炎症介质、激活信号通路和招募免疫细胞,形成恶性循环,加速RGC的死亡。以下从胶质细胞激活机制、炎症信号网络及治疗潜力三个维度进行解读。

### 一、胶质细胞激活与青光眼病理网络的构建
青光眼的炎症反应始于胶质细胞的异常激活。微胶质作为中枢神经系统的驻留免疫细胞,在视网膜和视神经篮板处快速响应损伤信号。实验显示,青光眼模型中微胶质形态发生树突样改变,并释放TNF-α、IL-1β等促炎因子,这些分子不仅直接损伤RGC,还通过激活星形胶质细胞和Müller细胞形成级联效应。值得注意的是,微胶质激活早于RGC可见性损伤,其动态的基因表达谱变化可提前数月预示疾病进展。

星形胶质细胞在视神经纤维层和RGC层中占主导地位,其异常活化是导致轴突损伤的关键因素。研究发现,青光眼视乳头周围存在星形胶质细胞数量增加和形态重构,其分泌的基质金属蛋白酶(MMPs)可降解血-视网膜屏障的基底膜,促进单核细胞浸润。这种胶质细胞与免疫细胞的相互作用,形成"炎症-损伤-炎症"的正反馈环路。例如,微胶质释放的IL-1α可诱导星形胶质细胞表达TNF-α,后者进一步激活Müller细胞释放ATP,通过P2X7R受体引发钙超载,最终导致RGC凋亡。

Müller细胞作为视网膜全层覆盖的星形胶质细胞,其功能障碍在青光眼中尤为显著。实验证实,Müller细胞在病理状态下会释放大量ATP,激活P2X7R受体,这种受体在RGC中高度表达。ATP-P2X7R信号通路不仅导致RGC的线粒体功能障碍,还通过释放IL-6、TNF-α等炎症因子,形成胶质细胞间的协同激活网络。此外,Müller细胞通过上调SIX6基因引发细胞衰老,这种衰老特征与青光眼患者视网膜的病理改变高度吻合。

### 二、炎症信号通路的级联放大效应
1. **Toll样受体4(TLR4)-NF-κB轴**
TLR4作为模式识别受体,在青光眼视神经篮板中显著上调。其配体热休克蛋白90(HSP90)在氧化应激状态下大量释放,激活TLR4后通过MyD88依赖的信号通路,促使NF-κB进入细胞核,调控TNF-α、IL-6等炎症因子的表达。这种级联反应在动物模型中可导致视神经纤维层水肿和RGC丢失。

2. **补体系统(C3/C5b-9)的损伤作用**
补体系统在青光眼中的激活呈现双相性:急性期C3介导的EGFR信号可能通过促进星形胶质细胞增殖起到代偿作用,但慢性激活会导致膜攻击复合体(MAC)在RGC膜表面形成。MAC通过插入细胞膜形成离子通道,引发钙超载和线粒体功能障碍。临床数据显示,MAC抑制剂可显著改善青光眼患者视野参数。

3. **JAK/STAT信号网络**
IL-6等细胞因子通过激活JAK2-STAT3通路,导致下游炎症基因(如IL-6、SOCS3)的过度表达。实验表明,抑制STAT3可减少胶质细胞激活,保护RGC存活。但需注意该通路在急性期可能具有神经保护功能,因此治疗时机选择至关重要。

### 三、多细胞交互作用与治疗靶点探索
1. **免疫细胞的招募与激活**
单核细胞浸润视神经篮板是炎症扩散的重要标志。胶质细胞分泌的CCL2和CXCL10 chemokines构成"炎症导航地图",引导T细胞、调节性T细胞(Tregs)等免疫细胞聚集。其中,CXCR4在 astrocytes的激活中发挥关键作用,通过调控谷氨酸释放引发兴奋性毒性。

2. **Fas-FasL凋亡轴的级联效应**
激活的微胶质通过释放TNF-α上调RGC表面Fas受体表达,形成Fas-FasL死亡信号复合物。临床前研究显示,抑制FasL可减少30%-40%的RGC凋亡,这为靶向该通路提供了理论依据。

3. **ATP-P2X7R-MAC死亡通路**
Müller细胞释放的ATP通过激活P2X7R受体,引发钙依赖性蛋白酶(calpains)的级联反应,导致线粒体膜电位崩溃和Caspase-3激活。阻断该通路可显著降低RGC凋亡率,这已在转基因小鼠模型中得到验证。

### 四、转化医学的突破方向
1. **时空调控的胶质靶向治疗**
基于胶质激活的时序差异,开发分阶段治疗方案:早期(RGC丢失前)针对TLR4/NF-κB通路,中期(胶质纤维酸性蛋白GFAP表达升高期)阻断补体C3/MAC形成,晚期(神经退行性变不可逆期)激活抗凋亡通路。

2. **多模态联合疗法**
实验数据显示,联合抑制TLR4和P2X7R可使RGC保护率提升至75%,而单一靶点效果不足50%。这种协同效应提示多通路干预的必要性。

3. **生物标志物驱动的精准医疗**
研究发现,SIX1基因表达下降与Müller细胞活化程度呈正相关。通过定期监测SIX1/GFAP比值,可在疾病早期识别高危人群,为个性化治疗提供依据。

4. **神经免疫调节剂的研发**
借鉴免疫检查点抑制剂在神经系统疾病中的成功经验,针对胶质细胞表面分子(如CD163+巨噬细胞标记物、CX3CR1受体)开发新型免疫调节剂。已有临床前研究显示,靶向CX3CL1/CX3CR1轴的抑制剂可减少50%以上的视神经损伤。

### 五、未来研究的关键方向
1. **动态微环境建模**
建立包含胶质细胞-免疫细胞-神经元交互作用的3D类器官模型,模拟青光眼不同阶段(急性升高IOP期、慢性进展期、终末期)的微环境变化。

2. **单细胞测序技术应用**
通过空间转录组技术解析视神经篮板中胶质细胞与免疫细胞的互作网络,特别是单核细胞与微胶质之间的分子对话机制。

3. **人工智能辅助靶点筛选**
利用机器学习对10,000+个潜在靶点的药物响应数据进行预测,重点筛选同时作用于TLR/NF-κB和JAK/STAT通路的化合物。

4. **生物可降解支架的应用**
在动物模型中测试含有促神经再生因子(如NGF、BDNF)的生物支架,探讨如何局部调控胶质细胞反应方向。

青光眼治疗正从单纯眼压控制转向神经炎症调控。最新临床前研究显示,靶向抑制胶质细胞分泌的TNF-α和CCL2,可使 monkeys的视野缺损改善达50%,且治疗窗期延长至疾病发作后6个月。这些突破提示,通过精准调控胶质-免疫互作网络,有望实现RGC的再生修复,这为不可逆视力损伤的逆转提供了新的希望。
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