几十年来,关于脑源性神经营养因子(BDNF)在视网膜中的功能积累了越来越多的证据。BDNF的作用不仅限于单一方面,它与多种神经元过程有关,如轴突生长、细胞存活、突触传递和可塑性、发育和分化,以及对抗神经炎症和退化的保护(Mey和Thanos,1993;Rohrer等人,1999;Pinzón-Duarte等人,2004;Loeliger等人,2008;Weber等人,2010;Sánchez-Migallón等人,2011;Weber和Harman,2013;Valiente-Soriano等人,2015;Rovere等人,2016;Park等人,2019;Zloh等人,2022;Zloh等人,2024)。然而,视网膜中的BDNF并非仅来源于局部产生。视网膜神经节细胞(RGCs)的轴突投射到大脑的多个区域,它们能够通过逆向轴突运输将BDNF及其结合蛋白TrkB从这些中枢靶点运输到视网膜(Heerssen等人,2004;Lambuk等人,2022)。
啮齿类动物中的大多数RGCs投射到上丘(SC)(Vaney等人,1981;Hofbauer和Dräger,1985;Ellis等人,2016),早期的发育干预实验表明,丘脑中的BDNF对RGC的存活至关重要。例如,在新生大鼠中,切除上丘会导致RGC数量显著减少。然而,在玻璃体内注射BDNF后,这种损失得到了缓解(Cui和Harvey,1995)。同样,在新生仓鼠中,向SC注射BDNF可以减少RGC的发育性死亡(Ma等人,1998)。
RGC的损失与视网膜疾病(如青光眼)中BDNF沿RGC轴突的逆向运输受损有关,在这些疾病中,RGC逐渐退化(Pease等人,2000;Quigley等人,2000;Iwabe等人,2007)。此外,研究表明,在视神经损伤后,单独眼内注射BDNF不如同时向视觉皮层和眼睛注射BDNF有效(Weber等人,2010;Weber和Harman,2013)。这些结果表明,RGC的存活受到视觉中心和眼睛中BDNF的影响。
尽管青光眼中BDNF逆向运输的破坏已被充分证实,但在其他神经退行性眼病(如自身免疫性葡萄膜炎)中的功能尚不清楚。自身免疫性后葡萄膜炎是一种慢性、威胁视力的炎症性疾病,影响眼睛的后段。后葡萄膜炎导致的视力丧失通常由黄斑水肿、视网膜瘢痕形成、视神经损伤和最终的神经退化引起(Durrani等人,2004;Taylor等人,2012;Prete等人,2014)。
实验性自身免疫性葡萄膜炎(EAU)作为人类自身免疫性后葡萄膜炎的模型,可以模拟其炎症和退行性特征。针对视网膜抗原的自身反应性CD4+ T细胞在EAU的发病机制中起关键作用(Caspi等人,1990;Caspi,2003;Caspi,2011)。驱动EAU的体内自身免疫过程会导致所有视网膜神经元亚型的退化,包括光感受器、RGCs、双极细胞和水平细胞,这些变化在免疫后10至14天就能观察到(Saraswathy和Rao,2008;Yuan等人,2024)。我们最近的研究表明,高对比度视觉刺激(VS)通过增加BDNF水平来减轻EAU的严重程度和视网膜中CD4+ T细胞及其他免疫细胞的积聚(Zloh等人,2024)。然而,这种VS诱导的视网膜BDNF增加的来源尚不清楚。
在这里,我们研究了视网膜中哪些细胞表达BDNF,以及VS是否可以促进BDNF从中枢视觉结构逆向运输到视网膜,在EAU期间提供营养支持。为了验证这一假设,我们评估了VS对视网膜和视觉大脑中心BDNF蛋白表达的影响,检查VS是否增加了从这些视觉中心外源性注射的BDNF的逆向运输,并研究了在健康和EAU条件下哪些视网膜细胞接收了逆向运输的BDNF。