视网膜色素上皮细胞脂质代谢失调与年龄相关性黄斑变性：多组学揭示疾病机制与潜在生物标志物

本期推荐：研究团队通过建立原发性RPE细胞培养模型，结合转录组学和代谢组学技术，系统揭示了年龄相关性黄斑变性（AMD）中脂质代谢紊乱的关键机制。研究发现RPE细胞长期培养会重现AMD特征性表型恶化，并鉴定出GlcCer(d16:1/18:0)等4种在患者血清中显著变化的脂质分子，为AMD早期诊断和治疗靶点开发提供了新思路。

　　

年龄相关性黄斑变性（AMD）作为全球致盲的首要病因，其发病机制与视网膜色素上皮（RPE）细胞功能衰退密切相关。随着全球老龄化加剧，AMD患者已突破2亿，但疾病从正常衰老向病理状态转变的分子机制仍如"黑箱"。传统研究多聚焦于氧化应激等单一因素，却忽视了脂质代谢紊乱这一关键特征——要知道，RPE细胞每天要处理数以万计的光感受器外节膜盘，堪称人体最繁忙的"脂质处理工厂"。当这个精密系统失调时，富含脂质的玻璃膜疣就会在视网膜下堆积，就像堵塞的下水道最终引发功能瘫痪。

西班牙阿斯图里亚斯乳制品研究所等机构的研究团队在《BMC Biology》发表突破性成果，他们巧妙设计了一项长达25周的"细胞衰老模拟实验"。研究人员将人类胎儿RPE细胞培养在Transwell?插入式培养皿中，通过建立物理屏障模拟Bruch膜增厚的病理环境。这个"培养皿中的AMD模型"神奇地复现了疾病全过程：从初期细胞极性建立、中期色素颗粒积累，到后期出现典型的细胞形态畸变、紧密连接破坏和APOE/HAP阳性沉积物形成。研究采用三大关键技术：1）跨上皮电阻（TEER）动态监测屏障完整性；2）高通量RNA测序追踪3435个时间关联基因的表达轨迹；3）基于离子淌度四极杆飞行时间质谱（IM-QTOF-MS）的非靶向代谢组学，结合20例AMD患者血清的靶向验证。

在"RPE特征改变"部分，时间序列显微镜观察显示，培养至17周时细胞开始出现区域性色素脱失，25周时出现成纤维细胞样变形。TEER值呈现抛物线变化，第34天达到峰值217±46.35 Ω·cm²后持续下降，与Claudin 19（CLDN19）蛋白的时空表达模式高度吻合。免疫荧光证实，随着培养时间延长，紧密连接蛋白ZO-1从规整的膜周带状分布逐渐变得"蓬乱无序"，就像年久失修的围墙出现裂缝。

"转录组学变化"部分揭示了惊人的基因调控网络重构。回归分析识别出884个线性变化基因和2551个呈钟型曲线变化的基因。与AMD患者组织数据的比对发现965个重叠基因，其中810个呈现相同变化趋势。特别值得注意的是，胆固醇转运蛋白基因NPC2呈现先升后降的独特模式，而载脂蛋白E（APOE）表达量暴跌至初始值的4%，这或许解释了为何ε2等位基因携带者更易患病。鞘脂代谢通路中，CerS5和UGCG基因的持续上调导致神经酰胺（Cer）转化为葡萄糖神经酰胺（GlcCer），如同为毒性物质"贴上了安全标签"。

"非靶向代谢组学"部分通过主成分分析（PCA）将代谢轨迹清晰划分为四个阶段。磷脂酰乙醇胺（PE(19:1/22:2)）等膜磷脂的进行性减少，与电子显微镜下观察到的膜结构崩解相互印证。而GlcCer(d16:1/18:0)的18倍暴增，恰似细胞在危机中启动的"脂质急救方案"。整合分析显示甘油磷脂代谢和谷胱甘肽代谢通路最为紊乱，其中磷酸胆碱（PCYT1B）合成路径的阻断，让人联想到阿尔茨海默病的特征性改变。

最令人振奋的发现来自"血清脂质分析"。在40例受试者（20例AMD/20对照）中，四种脂质分子表现出诊断潜力：GlcCer(d16:1/18:0)升高1.23倍，而PE(19:1/22:2)等三种磷脂显著降低。这些分子在细胞模型和患者血清中呈现相同变化趋势，如同用不同语言讲述同一个病理故事。

这项研究犹如绘制了一幅AMD发展的"分子路线图"。其创新性体现在三方面：首先，25周的长期培养模型成功模拟了AMD数年甚至数十年的病理进程；其次，多组学整合分析揭示了胆固醇外排障碍与鞘脂代谢失衡的"双轮驱动"机制；最后，血清生物标志物的发现为临床提供了可靶点。正如研究者Héctor González-Iglesias强调的，这些发现不仅解释了为何他汀类药物对部分AMD患者有效，更提示调节Cer-GlcCer转化可能成为新的治疗策略。未来研究可进一步探索如何通过纳米载体将脂质调节药物精准递送至RPE细胞，让这个重要的"视网膜守护者"重获青春。