综述:糖尿病视网膜病变中通过线粒体自噬保护血-视网膜屏障损伤的新视角

【字体: 时间:2025年09月04日 来源:Frontiers in Endocrinology 4.6

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  这篇综述深入探讨了线粒体自噬(mitophagy)在糖尿病视网膜病变(DR)中对血-视网膜屏障(BRB)的保护作用,系统分析了高糖环境下BRB组成细胞(如视网膜内皮细胞、Müller细胞等)中线粒体自噬的双向调节机制(过度激活或抑制),并总结了靶向干预药物(如褪黑素、MSC-EVs等)通过调控PINK1/Parkin、BNIP3/NIX等通路维持BRB完整性的治疗潜力,为DR治疗提供了新思路。

  

1 引言

糖尿病视网膜病变(DR)是全球致盲的主要病因,其核心病理特征是血-视网膜屏障(BRB)破坏。BRB由内层(iBRB,含视网膜内皮细胞)和外层(oBRB,含视网膜色素上皮细胞)构成,其完整性对维持视网膜微环境稳态至关重要。高糖诱导的线粒体自噬功能障碍通过氧化应激、炎症等途径加剧BRB损伤,而靶向调控线粒体自噬可能成为治疗新策略。

2 BRB的组成与损伤机制

2.1 BRB的细胞结构

iBRB以视网膜内皮细胞(RECs)为核心,与周细胞、胶质细胞构成神经血管单元(NVU);oBRB则由视网膜色素上皮(RPE)细胞通过紧密连接形成。两者共同调控视网膜营养运输和代谢废物清除。

2.2 DR中的BRB损伤

高糖通过四条核心通路破坏BRB:

  • 炎症:IL-1β、TNF-α等促炎因子激活NF-κB,下调紧密连接蛋白ZO-1表达。

  • 氧化应激:多元醇途径、AGEs-RAGE轴等导致活性氧(ROS)爆发,损伤线粒体DNA(mtDNA)。

  • VEGF升高:促进血管通透性增加和病理性新生血管。

  • 线粒体动力学失衡:Drp1介导的过度线粒体分裂与PINK1/Parkin通路抑制导致受损线粒体堆积。

3 线粒体自噬的分子机制

线粒体自噬通过两类途径清除损伤线粒体:

  • 泛素依赖途径:PINK1感知线粒体膜电位下降后招募Parkin,泛素化标记损伤线粒体,通过LC3介导的自噬体降解。

  • 非泛素依赖途径:缺氧诱导的BNIP3/NIX和FUNDC1直接结合LC3启动自噬。

4 DR中BRB细胞的线粒体自噬失调

4.1 过度激活的线粒体自噬

高糖上调TXNIP表达,通过Drp1促进线粒体过度分裂,引发RECs凋亡;Müller细胞中TXNIP-ATG4B轴导致自噬体过量形成。

4.2 受抑制的线粒体自噬

高糖通过PKCδ/Drp1-HK-II通路抑制PINK1/Parkin活性,RPE细胞中SIRT3-AMPK/mTOR/ULK1通路下调亦减少线粒体自噬,导致ROS累积和紧密连接破坏。

5 靶向线粒体自噬的治疗策略

5.1 抑制过度激活

  • 褪黑素下调BNIP3/NIX,减少RPE凋亡。

  • TXNIP基因敲除逆转Müller细胞过度自噬。

5.2 增强不足的自噬

  • MSC-EVs递送miR-125a-5p激活PINK1/Parkin通路。

  • 雷帕霉素通过mTOR抑制恢复RPE细胞自噬流。

  • 天然化合物如人参皂苷R1(NGR1)和大蒜素(Alc)调控HIF-1α/BNIP3轴减轻血管渗漏。

6 讨论

线粒体自噬在DR中呈现动态变化:早期应激性增强有助于清除损伤线粒体,而长期高糖则导致功能衰竭。未来需结合视网膜成像技术和靶向递送系统(如纳米颗粒),推动基于多组学的精准治疗开发。

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