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该综述聚焦青光眼视神经病变,指出神经炎症是其视神经损伤的重要机制,而线粒体功能障碍(含 mtDNA 损伤、代谢缺陷、质量控制障碍等)处于小胶质细胞激活和神经炎症上游,探讨两者关联可为发病机制及干预策略提供新方向。
青光眼是导致不可逆失明的主要疾病之一,以视网膜神经节细胞(RGCs)逐渐退化和视神经功能障碍为特征,常与眼压(IOP)相关。由于视力逐渐下降、双眼疾病进展不对称以及神经系统对视觉缺陷的补偿机制,患者往往到晚期才意识到视力和视野的丧失。
文献检索策略
本综述综合了 2015-2024 年关于青光眼中线粒体功能障碍的重要研究和高影响力综述的机制框架。通过 PubMed 和 Web of Science,使用 “glaucoma”“mitochondrial dysfunction”“microglia” 和 “neuroinflammation” 等检索词,根据引用频率和领域共识优先确定关键参考文献,同时纳入综合综述中引用的标志性研究,以确保涵盖已建立的通路。
线粒体 DNA 的结构和特性
线粒体起源于细菌祖先,保留了独特的环状双链 DNA(mtDNA),其缺乏组蛋白保护,编码线粒体呼吸链的重要成分,包括 13 种多肽、22 种 tRNA 和 2 种 rRNA。与核 DNA 不同,mtDNA 以核样结构锚定在线粒体内膜上,其复制和转录由非编码置换环(D-loop)区域调控,这种结构上的脆弱性使其易受损伤。
线粒体能量代谢
RGCs 中的线粒体能量产生依赖于三个核心途径:三羧酸(TCA)循环、脂肪酸 β- 氧化和氧化磷酸化(OXPHOS)。TCA 循环生成 NADH 和 FADH?,它们将电子传递给电子传递链(ETC)。然而,复合物 I 和 III 的电子泄漏会产生活性氧(ROS),因此需要抗氧化系统(如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶)来维持氧化还原平衡。
线粒体质量控制机制
线粒体质量控制(MQC)是一组多方面的过程,旨在保护线粒体免受损伤并防止有缺陷线粒体的积累。它是一个动态系统,通过融合、分裂、线粒体自噬和囊泡运输等协调过程确保细胞器的完整性。线粒体生物发生是一个严格控制的过程,需要核基因和线粒体基因的同步表达,以增加线粒体的大小和数量。
线粒体:治疗青光眼视神经损伤的新靶点
青光眼中线粒体功能障碍和炎症的相互作用及影响显著影响疾病进展。越来越多的证据表明,线粒体功能障碍在其他神经退行性疾病中也与炎症相互作用。因此,线粒体已成为视神经病变有前途的治疗靶点。调节 Warburg 效应、重新建立线粒体分裂 / 融合的平衡以及促进线粒体自噬是主要的治疗方向。
间充质干细胞与神经炎症性疾病
间充质干细胞(MSCs)是具有旁分泌作用、免疫调节功能和多向分化潜能的成体干细胞。与胚胎干细胞相比,MSCs 免疫原性较低,致瘤风险降低,且不存在伦理问题。有证据表明,MSCs 可以趋化迁移到炎症部位,并对特定的趋化募集发挥免疫调节作用,从而减轻炎症。
结论
总之,与青光眼等神经退行性疾病相关的神经退行性变涉及多种触发因素、细胞类型和分子通路,它们通过生物力学、血管、代谢、氧化和炎症机制共同促成发病机制。目前,线粒体功能障碍的研究是一个焦点。证据表明,线粒体功能障碍与小胶质细胞驱动的神经炎症密切相关。
未引用参考文献
Wang 等,2023。
利益声明
不存在利益冲突。
资助
本工作得到国家自然科学基金(资助号 82471079);湖南省人工智能诊断青光眼新材料工程研究中心(资助号 2023TP2225);湖南省自然科学基金(资助号 2023JJ70014);长沙市自然科学基金(资助号 kq2208495);中国爱尔眼科医院集团科技基金(资助号)的支持。
竞争性利益声明
作者声明他们没有已知的可能影响本论文所报告工作的竞争性财务利益或个人关系。
致谢
不适用。