Redox Biology: 抑制鐵死亡促進實驗性視神經病變視網膜神經節細胞存活
視網膜神經節細胞(RGC)死亡是外傷性視神經病變、青光眼和其他導致不可逆性視力喪失的視神經疾病的標志。然而,挽救RGC丟失的治療策略仍然具有挑戰性,RGC丟失的分子機制尚未完全闡明。

圖片來源:https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102541
近日,來自天津醫科大學總醫院的研究者們在Redox Biology雜志上發表了題為“Inhibition of ferroptosis promotes retina ganglion cell survival in experimental optic neuropathies”的文章,該研究結果表明,在實驗性青光眼和ONC模型中,鐵死亡是RGC調節細胞死亡的一種主要形式,并提示靶向線粒體依賴性鐵死亡作為視神經病變中RGC損傷的保護策略。
在本研究中,研究者使用青光眼和視神經擠壓(ONC)的實驗模型,強調了鐵死亡在RGC死亡中的作用。鐵死亡是一種非凋亡性的程序性細胞死亡形式,其特征是鐵依賴的致死性過氧化脂質積聚。
ONC治療后大鼠視網膜谷胱甘肽過氧化物酶4(Gpx4)和XC系統半胱氨酸/谷氨酸逆向轉運體(Xct)表達顯著下調,同時脂質過氧化和鐵水平升高。激光捕獲顯微切割和聚合酶鏈式反應證實了視網膜神經節細胞中Gpx4表達的降低。
透射電子顯微鏡顯示視網膜神經節細胞線粒體形態發生改變,包括膜密度增加和線粒體脊減少。值得注意的是,在ONC和微珠誘導的青光眼小鼠模型中,鐵死亡抑制劑鐵蛋白-1(Fer-1)顯著促進了RGC的存活并保護了視網膜功能。此外,與細胞凋亡抑制劑Z-VAD-FMK相比,Fer-1在挽救ONC視網膜RGC死亡方面顯示出更好的效果。
從機制上講,研究者發現Gpx4的下調主要發生在線粒體室,并伴隨著線粒體活性氧(ROS)和過氧化脂質的增加。線粒體選擇性抗氧化劑MitoTEMPO減輕了ONC后RGC的丟失,提示線粒體ROS和脂質過氧化是鐵死亡誘導ONC視網膜RGC死亡的主要機制。值得注意的是,Fer-1有效地阻止了ONC視網膜線粒體過氧化脂質的產生,線粒體5‘-三磷酸(ATP)產生的損害,以及線粒體基因如mt-cytb和MT-ATP6的下調。

FER-1對ONC引起的RGC丟失、視網膜厚度減少和視網膜功能損害具有保護作用
圖片來源:https://doi.org/10.1016/j.redox.2022.102541
綜上所述,本研究揭示了線粒體依賴的鐵死亡介導視神經損傷后RGC死亡的新機制,可能為減少視神經疾病中RGC變性發現新的治療靶點。(Bioon.com)
參考文獻
Miao Guo et al. Inhibition of ferroptosis promotes retina ganglion cell survival in experimental optic neuropathies. Redox Biol. 2022 Dec;58:102541. doi: 10.1016/j.redox.2022.102541.
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