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干性年龄相关性黄斑变性（dAMD）发病机制复杂，视网膜微环境异质性阻碍研究进展。研究人员通过单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）构建 dAMD 模型细胞图谱。结果发现 Sox2+穆勒细胞具神经保护作用，其减少与 AMD 进展相关，且受铁死亡和凋亡影响。该研究为 dAMD 治疗提供新思路。
在眼科疾病领域，干性年龄相关性黄斑变性（dAMD）是导致全球 55 岁以上人群失明的重要原因之一。它的发病机制极为复杂，涉及慢性炎症、脂质沉积和氧化应激等多种因素。而且，视网膜微环境包含多种细胞类型，细胞间的通信也很复杂，这种高度的异质性使得人们对 AMD 进展过程中的功能障碍和损伤机制了解有限。此前，虽然有研究利用单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）技术强调了视网膜色素上皮（RPE）细胞在 AMD 发病机制中的重要性，但对于穆勒胶质细胞的异质性研究却很少。穆勒胶质细胞是视网膜中唯一贯穿所有视网膜层且与几乎所有细胞类型都有接触的细胞，对视网膜的正常功能至关重要。任何视网膜环境的变化都可能影响穆勒胶质细胞的功能，进而影响整个视网膜。在这种背景下，为了更深入地了解 dAMD 的发病机制，找到关键的细胞群体，来自深圳爱尔眼科医院、深圳爱尔眼科技术研究所等国内多家机构的研究人员展开了相关研究。
研究人员构建了一个基于碘酸钠（NaIO3）诱导的 dAMD 小鼠模型，利用 scRNA-seq 技术对其视网膜进行研究。通过一系列实验和分析，他们发现了许多重要结论，这些结论对于理解 dAMD 的发病机制和开发新的治疗策略具有重要意义。该研究成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，构建NaIO3诱导的 AMD 小鼠模型，以模拟 dAMD 的病理过程；然后，制备小鼠视网膜和脉络膜的单细胞悬液，并进行 scRNA-seq；接着，对 scRNA-seq 数据进行比对、处理和样本聚合，之后进行降维、聚类分析等一系列生物信息学分析；此外，还对人 AMD 的 scRNA 数据进行生物信息学分析，并通过免疫荧光染色对部分结果进行验证。
下面来详细看看研究结果：
- 构建NaIO3诱导的 AMD 模型视网膜的 scRNA-seq 图谱：研究人员建立了NaIO3诱导的小鼠模型，并进行单细胞转录组分析。经过质量控制，获得 20725 个合格细胞，鉴定出 12 种不同的细胞簇。与对照组相比，NaIO3诱导组中 RPE 细胞数量急剧减少，免疫细胞数量显著增加，内皮细胞和周细胞数量减少，其他部分细胞比例有轻微变化。由此构建了NaIO3诱导模型的综合单细胞转录图谱，为后续研究奠定基础。
- 穆勒胶质细胞中与 AMD 相关基因的细胞类型特异性表达：研究人员基于全基因组关联研究（GWAS）确定的 AMD 风险位点定义了 AMD 风险评分，并分析各细胞簇的基因表达模式。结果发现穆勒胶质细胞的 AMD 风险评分最高，其中载脂蛋白 E（Apoe）和瞬时受体电位阳离子通道亚家族 M 成员 3（Trpm3）主要在穆勒胶质细胞中富集，这表明穆勒细胞与 AMD 关系密切。
- 具有潜在保护作用的穆勒胶质细胞数量在NaIO3诱导的 AMD 模型中急剧减少：研究人员将 930 个穆勒胶质细胞分为 6 个细胞亚群。通过基因本体（GO）分析发现，穆勒 2 细胞亚群中上调的基因主要富集在与神经保护和稳态相关的五条重要通路中，在神经递质回收、水稳态和神经保护因子等信号通路中得分最高，且具有最高的干性评分，高表达 Sox2 等基因。在 dAMD 患者的视网膜中也发现了类似的穆勒细胞亚群（h 穆勒簇 4），且其数量在患者中减少，这表明穆勒 2 细胞在 AMD 进展中可能起关键的神经保护作用。
- 铁死亡和凋亡导致神经保护性穆勒细胞的损伤：由于神经保护性穆勒 2 细胞在 dAMD 中数量减少，研究人员探究其减少的原因。通过文献和数据库挖掘，收集与细胞死亡相关的基因集并对穆勒细胞进行评分，发现NaIO3组中穆勒 2 细胞的铁死亡、凋亡等四个细胞死亡相关程序的评分显著高于对照组。基因集富集分析（GSEA）表明，铁死亡和凋亡在NaIO3组的穆勒 2 细胞中被激活，在 dAMD 患者的 h 穆勒簇 4 中也观察到类似结果。免疫荧光染色进一步证实了这一结论，即铁死亡和凋亡导致了 dAMD 中具有神经保护潜力的穆勒细胞减少。
在研究结论和讨论部分，研究人员揭示了穆勒胶质细胞在 AMD 风险中的重要性。穆勒 2 细胞具有独特的基因特征，与神经保护因子、干性和神经递质回收相关，是 dAMD 发展过程中视网膜稳态的潜在保护者。而铁死亡和凋亡是导致这些重要的穆勒细胞减少的主要因素。这一研究不仅意味着在 AMD 进展过程中，除了 RPE 细胞，视网膜微环境中的其他细胞（尤其是具有神经保护功能的细胞）也可能发生铁死亡，而且还为 dAMD 的治疗提供了新的方向。例如，可以通过增强或移植穆勒 2 细胞来治疗 AMD，抑制铁死亡也可能成为治疗 AMD 的有前景的策略。不过，该研究也存在一些局限性，如仅基于NaIO3诱导的模型，未来需要用更多模型进行验证；在人体样本中的验证不足；可能高估了穆勒细胞亚群的数量等。但总体而言，这项研究为深入了解 dAMD 的发病机制和开发新的治疗方法提供了重要的理论基础，具有重要的科学价值和临床意义。
