在眼睛的世界里，血视网膜屏障（BRB）就像一位忠诚的卫士，守护着视网膜的健康。它分为外血视网膜屏障（oBRB）和内血视网膜屏障（iBRB），其中 iBRB 由内皮细胞、紧密连接、基底膜和周细胞组成，类似于血脑屏障（BBB），能阻止循环系统中的有害物质进入视网膜神经实质。然而，当 iBRB 的屏障功能失效时，就会引发一系列问题，如血管渗漏、视网膜水肿、炎症分子释放以及免疫细胞浸润，这在多种视网膜疾病中都极为常见，像糖尿病视网膜病变（DR）、年龄相关性黄斑变性（AMD）等。目前，抗血管内皮生长因子（VEGF）疗法是治疗 oBRB 和 iBRB 破坏的主要手段，但临床中面临着治疗耐药、BRB 破坏复发以及视网膜萎缩等难题，因此，寻找更有效的治疗方法迫在眉睫。
近年来，环鸟苷酸 - 腺苷酸合成酶（cGAS）- 干扰素基因刺激蛋白（STING）信号通路成为研究热点，它在感知细胞质 DNA 和引发炎症反应中发挥着重要作用。2′3′ - 环鸟苷酸 - 腺苷酸（cGAMP）作为 cGAS 与 DNA 结合后产生的内源性第二信使，能激活 STING，进而引发一系列炎症反应。已有研究表明，cGAS - STING 信号通路在多种致盲性眼病中具有潜在的治疗靶点价值，但 STING 激活对 BRB 的直接影响以及相关的细胞和分子机制仍不明确。同时，cGAMP 作为带负电荷的分子，需要跨膜转运蛋白才能进入细胞，其中 ATP 门控的 P2X 嘌呤受体 7（P2RX7）在免疫细胞和神经系统中均有表达，不过它在神经系统中是否运输 cGAMP 尚未确定。在这样的背景下，来自中山大学中山眼科中心等机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Journal of Neuroinflammation》上。
研究人员为了深入探究 cGAS - STING 通路对神经血管系统的影响，采用了多种关键技术方法。在样本方面，收集了增殖性糖尿病视网膜病变（PDR，DR 的晚期阶段）患者的房水样本，还使用了 db/db 糖尿病小鼠等动物模型。实验技术上，运用光学相干断层扫描（OCT）和眼底成像观察视网膜结构和血管变化；通过 Western blot 分析检测蛋白质水平；利用单细胞 RNA 测序（scRNA - seq）确定对 cGAMP 响应的主要视网膜细胞类型等。
研究结果如下：
- 细胞外 cGAMP 存在于 PDR 患者眼中并导致 iBRB 破坏：研究人员通过 ELISA 检测发现，PDR 患者房水和糖尿病 db/db 小鼠玻璃体液中 cGAMP 水平升高，且 cGAS - STING 信号通路在 db/db 小鼠视网膜和 PDR 患者视网膜中均被激活。向小鼠玻璃体内注射 cGAMP 后，出现视网膜血管渗漏、扩张，视网膜厚度增加，细胞浸润等现象，表明细胞外 cGAMP 会导致 iBRB 破坏。
- STING 对 cGAMP 诱导的 iBRB 破坏和视网膜变性至关重要：研究发现，cGAMP 诱导的 iBRB 破坏具有结构特异性，其水解的线性二核苷酸类似物 2'5' - GpAp 对 iBRB 完整性无影响。在 STING 基因敲除（STING KO）小鼠中，cGAMP 诱导的视网膜血管扩张和 iBRB 渗漏受到抑制，同时，cGAMP 导致的视网膜神经元变性、Müller 细胞和星形胶质细胞反应性改变等也因 STING 缺失而得到缓解，视网膜功能也得到保护，说明 cGAMP 通过依赖 STING 的方式导致视网膜血管炎症和神经元变性。
- 视网膜小胶质细胞被 cGAMP 重编程为神经退行性状态：通过 scRNA - seq 分析发现，cGAMP 处理后，小胶质细胞的基因改变最为显著，其相关基因富集在干扰素信号、病原体吞噬等通路，同时 cGAMP 使小胶质细胞从稳态转变为神经退行性、血管生成和疾病相关的激活状态，并向视网膜血管迁移，可能作为抗原呈递细胞（APCs）引发白细胞浸润。
- 小胶质细胞耗竭抑制 cGAMP 诱导的 iBRB 破坏：给小鼠喂食 PLX5622 以耗竭视网膜小胶质细胞后发现，cGAMP 诱导的 STING 激活受到抑制，视网膜血管扩张、水肿、出血等症状减轻，iBRB 超微结构得到保护，表明 cGAMP 诱导的 iBRB 破坏需要视网膜小胶质细胞参与。
- 小胶质细胞耗竭改善 cGAMP 诱导的视网膜炎症和神经元变性：细胞通讯分析显示，小胶质细胞是 cGAMP 处理后多种信号的主要来源。小胶质细胞耗竭可逆转 cGAMP 诱导的信号变化，抑制白细胞粘附和浸润、Müller 细胞胶质化，改善视觉功能，说明小胶质细胞在 cGAMP 诱导的视网膜炎症、变性和视觉损伤中起重要作用。
- 巨噬细胞耗竭对 cGAMP 诱导的视网膜损伤无明显抑制作用：虽然 cGAMP 注射后巨噬细胞数量增加，但巨噬细胞耗竭仅部分抑制 cGAMP 诱导的 STING 激活，对 cGAMP 诱导的半乳糖凝集素激活、Müller 细胞胶质化、视网膜神经节细胞（RGC）丢失和 iBRB 破坏等均无明显逆转作用，表明小胶质细胞而非巨噬细胞在 cGAMP 诱导的视网膜损伤中起主导作用。
- P2RX7 是 cGAMP 诱导视网膜小胶质细胞 STING 激活所必需的：分析 scRNA - seq 数据库发现，P2RX7 是人类视网膜小胶质细胞中主要表达的 cGAMP 转运蛋白。抑制或敲除 P2RX7 可抑制 cGAMP 诱导的 STING 激活，减少反应性小胶质细胞和 MHC II 阳性小胶质细胞数量，保护视网膜神经元 RGC，说明 P2RX7 对 cGAMP 诱导的视网膜小胶质细胞 STING 激活至关重要。
- 人 P2RX7 在生理条件下结合并转运 cGAMP：以往认为 P2RX7 在高浓度 ATP 介导下非选择性转运 cGAMP，而本研究发现，在人原代巨噬细胞、单核细胞系 THP1 和缺乏内源性 P2RX7 和 STING 的 HEK293T 细胞中，P2RX7 在生理条件下可导入 cGAMP 并激活 STING，且 P2RX7 与 cGAMP 直接结合，cGAMP 对 P2RX7 的结合亲和力高于 ATP。
- 抑制 P2RX7 可减轻糖尿病小鼠的 STING 激活和 iBRB 破坏：分析 PDR 患者纤维血管膜的 scRNA - seq 数据集发现，cGAMP 诱导的小鼠视网膜小胶质细胞基因特征在 PDR 患者小胶质细胞中也存在，且 P2RX7 主要在小胶质细胞和巨噬细胞中表达。给予 db/db 糖尿病小鼠 P2RX7 抑制剂 A740003 后，cGAMP 水平和 STING 激活受到抑制，iBRB 得到保护，RGC 存活增加，表明抑制 P2RX7 对糖尿病小鼠视网膜具有保护作用。
研究结论和讨论部分指出，该研究首次揭示了 cGAMP 可导致 iBRB 以 STING 依赖的方式破坏，并确定 P2RX7 是将 cGAMP 转运到视网膜小胶质细胞的主要转运蛋白，这对 cGAMP 诱导的 iBRB 破坏和神经元变性至关重要。研究还发现小胶质细胞在 cGAMP 诱导的视网膜损伤中起关键作用，抑制 P2RX7 可能是治疗与 iBRB 损伤相关的视网膜疾病（如 DR）的新策略。不过，研究也存在一些局限性，如缺乏正常情况下房水中 cGAMP 水平的数据，糖尿病小鼠玻璃体液中 cGAMP 的来源也不明确。总体而言，该研究为视网膜疾病的治疗提供了新的靶点和理论依据，具有重要的意义。
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