调节一碳代谢与B族维生素以保护视网膜屏障并预防视网膜变性

背景/目的：维生素B12缺乏日益被认为是血管和神经退行性衰老相关疾病的诱因。其缺乏会破坏一碳代谢，导致同型半胱氨酸（Hcy）循环受损。Hcy升高是血管功能障碍的公认危险因素。此前，我们已证实Hcy升高与衰老性视网膜疾病相关，并在血视网膜屏障（BRB）功能障碍中起核心作用。在此基础上，本研究探讨B族维生素缺乏如何破坏一碳代谢，以及补充这些维生素是否能作为预防或治疗策略。由于B族维生素（B6、B9和B12）是Hcy代谢中的关键辅因子，我们研究了饮食中这些维生素的变化如何影响小鼠血清Hcy水平和视网膜血管完整性。方法：C57BL/6-野生型（WT）和cbs+/−小鼠（胱硫醚β-合酶杂合子，Hcy升高的常用小鼠模型）被喂以特制饮食，其中含有不同水平的B族维生素（正常、缺乏（B-Vit(−)）或富含（B-Vit(+))）。最初，两组小鼠分别接受正常或缺乏饮食。12–16周后，通过观察B-Vit(−)组血清B12缺乏以及Hcy水平升高来确认饮食方案的成功。随后，将B-Vit(−)小鼠的一个亚组转换为富含饮食。通过荧光素血管造影（FA）、光学相干断层扫描（OCT）以及Western blot分析渗漏的视网膜白蛋白和紧密连接蛋白（occludin和ZO-1）水平，在活体小鼠中评估BRB完整性，并在灌注的小鼠视网膜中评估。结果：B族维生素缺乏导致血清维生素B12显著下降和血浆Hcy升高，导致血管渗漏、视网膜厚度改变、脉络膜新生血管变化、视网膜白蛋白渗漏增加和紧密连接蛋白表达降低，表明BRB破坏，而B族维生素补充可恢复这些变化。结论：长期缺乏维生素B6、B9和B12可导致BRB破坏。然而，补充这些B族维生素有可能逆转这些效应并帮助维持BRB的完整性。这强调了一碳代谢对视网膜健康的重要性，并提示确保足够的B族维生素水平可能有助于预防伴有BRB破坏的衰老性视网膜疾病，如糖尿病视网膜病变和年龄相关性黄斑变性。