药理学恢复视网膜神经节细胞受损的自噬可防止异常线粒体积累和青光眼神经变性

背景：青光眼是导致不可逆失明的主要原因，其关键病理特征为视网膜神经节细胞（RGCs）的进行性丧失和视神经（ON）轴突的变性。眼压（IOP）升高（主要由于小梁网（TM）功能障碍）仍是最重要且唯一已知的可改变风险因素。然而，尽管有效控制眼压，部分患者的视力丧失仍持续存在，这凸显了阐明青光眼神经变性机制的关键需求。新出现的证据将线粒体功能障碍与青光眼神经变性联系起来，但确切机制仍不清楚。在此，我们研究自噬/线粒体自噬缺陷（其清除受损线粒体）是否导致青光眼中线粒体积累、氧化应激和神经变性。我们进一步探索增强自噬以改善线粒体周转、减轻RGC损失并保留视觉功能的治疗潜力。方法：使用糖皮质激素（GC）诱导和肌纤蛋白（MYOC）相关的青光眼小鼠模型，评估视网膜组织中线粒体标志物（TOM20/COX IV）、氧化性DNA损伤（8-OHdG）和线粒体自噬/自噬相关蛋白（p62、LC3、Phospho-ubiquitin (Ser65)和LAMP1）的表达。采用透射电子显微镜（TEM）分析青光眼ON中的线粒体积累。使用线粒体自噬报告基因Mt-Keima小鼠，在神经变性的早期和晚期评估线粒体自噬通量。进一步使用Atg5flox/flox小鼠研究RGC特异性自噬缺陷对线粒体积累和神经变性的影响，其中通过AAV2-Cre递送诱导Atg5缺失。此外，在GC诱导和肌纤蛋白相关的青光眼模型以及离体人视网膜外植体中，评估了使用Torin 2增强自噬以恢复线粒体周转并预防青光眼神经变性的治疗效果。结果：慢性眼压升高导致青光眼视网膜中线粒体积累增加、氧化性DNA损伤和线粒体自噬/自噬受损。TEM分析进一步证实了青光眼ON中结构异常线粒体的积累。在Mt-Keima小鼠中，慢性眼压升高在RGC损失前显著降低了线粒体自噬通量，表明线粒体自噬损伤先于神经变性。RGC特异性Atg5缺失诱导受损线粒体积累，导致Atg5 flox/flox小鼠神经变性。值得注意的是，使用Torin 2药理学恢复受损的自噬可防止青光眼小鼠模型和离体人视网膜外植体培养物中线粒体积累，并保留RGC及其轴突的结构和功能完整性。结论：我们的研究表明，自噬受损导致受损线粒体积累和氧化应激，进而导致青光眼神经变性。增强RGC中的自噬是预防青光眼神经变性的一种有前景的治疗策略。