《Neurobiology of Disease》：Mitochondrial-associated endoplasmic reticulum membranes (MAMs) drive ferroptosis via redox signaling: A key potential mechanism in epilepsy
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本研究首次通过多模态（OCT、VEP、MRI/DTI）整合分析，为多系统萎缩-小脑型（MSA-C）患者早期视觉通路退行性病变提供了强有力的体内证据，揭示了视网膜神经节细胞层（GCL）/内丛状层（IPL）变薄、P100潜伏期延长与小脑萎缩、白质微结构改变（如FA降低、MD/AD增加）之间的显著关联，支持视觉通路作为突触核蛋白病有前景的生物标志物。
背景和目标
多系统萎缩（MSA）是一种罕见且快速进展的神经退行性疾病，预后不良，根据2022年国际帕金森病和运动障碍协会工作组制定的共识标准进行临床诊断。神经病理学上，其特征为关键脑区的α-突触核蛋白（αsyn）免疫反应性胶质细胞质包涵体（GCIs）和神经元丢失。最近的证据证实了视网膜和视神经中存在类似的病理改变。尽管有这些尸检观察结果，但对活体MSA患者视觉通路的全面体内表征仍然有限。作为中枢神经系统的延伸，视网膜为评估神经退行性疾病提供了一个窗口，并为无创诊断和监测提供了有希望的目标。
视网膜和视觉通路评估在帕金森病（PD）和阿尔茨海默病（AD）研究中已较为成熟，而在MSA中的研究仍然有限。先前的研究主要集中在MSA-P亚型，并且关于视网膜变薄和视觉通路功能障碍的报告结果不一致。这种变异性可能部分反映了多巴胺能治疗对视网膜结构和功能的影响。相比之下，MSA-C的研究相对不足，先前的研究队列很少超过20名参与者，并且缺乏全面的视觉通路分析。
为了精确阐明亚型特异性退行模式并规避MSA-P中常见的多巴胺能治疗的混杂影响，本研究特别针对MSA-C患者。我们首次采用多模态研究方法，结合光学相干断层扫描（OCT）、视觉诱发电位（VEP）和磁共振成像（MRI），在一个大型MSA-C队列中评估视觉通路退行性变。这种强大的三模态方法允许同时量化细微的视网膜内微观结构变化、功能传导完整性评估以及中央视觉通路结构改变的全面绘图。
方法
参与者和研究设计
本研究从中南大学湘雅医院神经内科招募了103名MSA-C患者和53名健康对照（HCs）。所有患者均符合2022年运动障碍协会制定的临床确诊或临床可能的MSA-C标准。诊断基于临床特征并结合支持性发现。两名神经科医生独立确认诊断；分歧由第三位对先前评估结果不知情的运动障碍专家裁定。此外，所有患者均对常见的遗传类似疾病检测呈阴性。患者纳入标准包括：年龄35-70岁；能够完成病史采集、临床评估和所有研究程序；并提供书面知情同意书。患者排除标准包括：显著的眼部病理；合并的神经系统或全身性疾病；以及MRI禁忌症。HCs是从中南大学湘雅医院体检中心招募的年龄和性别匹配的个体。所有参与者均接受了OCT评估；一个随机选择的亚组（34名患者，19名HCs）额外完成了VEP和MRI。
临床评估
对MSA-C患者进行了全面的临床记录，包括发病年龄、病程、现病史、既往史、个人史、疾病亚型分类和神经系统检查结果。使用统一多系统萎缩评定量表（UMSARS）的特定部分来量化MSA-C患者的疾病严重程度。额外评估包括用于额叶功能评估的额叶评估电池（FAB）和用于认知筛查的简易精神状态检查（MMSE）。
OCT采集
所有参与者在全面眼科检查后，使用海德堡Spectralis-OCT设备进行双侧视网膜成像。对于黄斑评估，我们获取了31个高密度水平B扫描，并量化了6毫米ETDRS网格内的视网膜厚度。使用海德堡眼探索者软件进行自动分割，以得出七个视网膜层的厚度测量值。还使用3.4毫米视盘周围圆形扫描评估了视盘周围RNFL（pRNFL）厚度。根据OSCAR-IB质量标准，由对临床信息不知情的评估者手动校正分割错误。
VEP采集
VEP记录使用KEYPOINT 90033a07肌电图系统，遵循标准化ISCEV协议进行。在测试过程中，受试者双眼注视中央目标，同时观看全视野、高对比度的黑白棋盘格图案。记录三个连续试验，将信号放大并平均以得出可重复的波形。P100成分潜伏期在刺激开始后90至120毫秒之间测量。
MRI/DTI采集
MRI数据在3.0T扫描仪上使用32通道头线圈获取。协议包括高分辨率3D T1加权成像和扩散张量成像（DTI）。T1加权图像使用FreeSurfer处理以得出皮质和皮质下体积测量值。DTI数据在FSL中进行涡流引起的畸变和头动校正，然后进行线性和非线性配准到标准空间。在MRtrix3中进行概率性纤维束追踪以重建视束和视辐射。提取扩散指标包括分数各向异性（FA）、平均扩散率（MD）、径向扩散率（RD）和轴向扩散率（AD）以量化白质微观结构完整性。
统计分析
呈正态分布的连续变量以均值±标准差报告，非正态分布变量以中位数（范围）表示。分类数据以频率和百分比表示。组间比较对正态分布连续变量使用Student's t检验，对非正态分布使用Wilcoxon秩和检验。相关性分析涉及Spearman秩相关。结果测量被先验地分为三个生物学上不同的模态。Benjamini-Hochberg FDR程序独立应用于每个模态内，以控制错误发现率。
结果
人群特征
本研究招募了103名MSA-C患者和53名HCs。参与者的 demographic 和临床特征显示，组间在年龄或性别分布上无显著差异。从完整队列中随机选择了一个接受VEP和MRI评估的亚组。该亚组在年龄、性别分布、病程或UMSARS评分方面与整体队列无差异，支持其代表性。
视觉通路损伤检测
从所有参与者获得了高质量的OCT数据。MSA-C患者与HCs在中央凹处未检测到组间差异。视盘周围评估显示全球RNFL厚度或象限特异性值无差异。在旁中心凹黄斑（3毫米直径，内环）中，MSA-C患者显示出RNFL、GCL和IPL变薄；经过FDR校正后，GCL和IPL变薄仍然显著。
VEP和MRI结果显示，MSA-C患者的P100潜伏期延长。结构MRI显示，与HCs相比，MSA-C患者的相对小脑体积减小，而LGN或初级视觉皮层（V1）无体积差异。DTI显示MSA-C患者存在小脑微观结构异常，FA降低，MD、AD和RD增加。在视觉通路中观察到类似的方向性变化，视束和视辐射显示FA降低，MD、AD和RD增加。经过FDR校正后，视束和视辐射中的MD和AD显著性得以保留。
视觉通路参数之间的相互关系及其临床关联
我们检查了多模态数据与MSA-C临床参数之间的关联。在组间比较中发现的RNFL、GCL和IPL的旁中心凹变薄与任何临床变量均无关联。同样，P100潜伏期与临床变量无关联。
相比之下，小脑扩散指标与临床严重程度相关：FA与UMSARS-II和UMSARS-IV呈负相关，而MD、AD和RD与UMSARS-I、UMSARS-II和UMSARS-IV呈正相关。
为了整合模态，我们测试了OCT测量值与VEP/MRI参数之间的模态间相关性。减少的旁中心凹GCL和IPL厚度与较长的P100潜伏期和较小的小脑体积显著相关，支持沿视觉通路的整合结构-功能关系。
讨论
这项三模态研究为MSA-C患者早期和整合的视觉通路退行性变提供了收敛的体内证据。我们的发现首次提供了MSA-C中视觉通路退行性变的全面证据，其特征是旁中心凹内视网膜层变薄（GCL/IPL）、P100潜伏期延长、MRI萎缩和DTI改变的三联征。这些多模态参数之间的相关性反对孤立的病变，而是指向一个整合的神经退行性过程。
观察到的GCL/IPL变薄主要涉及旁中心凹内视网膜，而视盘周围RNFL和中央凹相对保留。这种模式与MSA中外周视网膜脆弱性的概念一致。这种视网膜结构模式伴随着中央视觉通路的微观结构异常，这反映了小脑中已建立的神经退行性变模式。具体而言，DTI显示小脑中广泛的FA降低和扩散率增加，同时在视束和视辐射中检测到类似但更细微的变化。由于视神经轴突由少突胶质细胞髓鞘化，少突胶质细胞α-突触核蛋白病理可能损害髓鞘完整性并减慢信号传导。与此机制一致，延迟的VEP暗示了视网膜膝状体通路内髓鞘轴突的功能障碍，这与MSA的定义性少突胶质细胞α-突触核蛋白病理一致。总之，我们的发现支持一个模型，其中MSA-C优先影响特定的神经节细胞群及其中枢髓鞘投射，导致分离的结构-功能表型。
尽管小脑不是主要的视觉处理器，但其与丘脑-皮质和动眼神经网络的广泛连接将其定位在一个支持视觉稳定性和协调的整合回路内。因此，观察到的小脑萎缩和视网膜GCL/IPL变薄之间的相关性可能反映了该整合网络内的破坏。我们提出，这种联系不仅仅是附带现象，而可能是由MSA共享的潜在胶质病理驱动的。具体而言，少突胶质细胞中的α-突触核蛋白聚集可能同时破坏小脑微电路导致萎缩和异常的DTI指标，并损害视觉通路轴突的髓鞘形成，从而促成P100延迟。
总的来说，这些多模态生物标志物的收敛支持沿视觉通路双向退行性变的概念。视网膜变薄可能部分代表上游病理的逆行性后果。相反，视辐射中的微观结构白质变化与视网膜神经节细胞丢失后的顺行跨突触退行性变一致。虽然我们的横断面设计排除了明确的因果推断，但这个模型为理解MSA-C中观察到的整合视觉通路退行性变提供了一个连贯的框架。
本研究的一个优势在于OCT、VEP和MRI的互补性。OCT提供微米级的结构敏感性，VEP提供通路完整性的直接功能读数，而DTI在体积萎缩之前揭示早期微观结构变化。它们的联合应用在无明显视觉症状的患者中检测到异常，突出了其作为早期生物标志物开发的潜力。黄斑GCL/IPL，由于它们与视觉功能联系更紧密，并且与视盘周围RNFL相比可能具有更高的可重复性，代表了MSA-C中一个特别有希望的生物标志物，值得在纵向干预试验中进一步评估。本研究存在其横断面设计固有的局限性，这排除了确定退行性事件时间顺序的可能性。此外，观察到的视觉通路特征对MSA-C的特异性仍需通过与其他突触核蛋白病的直接比较来确认。需要未来的纵向、多中心研究来验证这些多模态生物标志物的进展和疾病特异性。
结论
总之，我们的研究确定了早期MSA-C中独特且特征性的视觉通路受累模式，包括视网膜变薄、中枢传导延迟和白质退行性变。这些整合的多模态测量不仅阐明了MSA-C病理固有的选择性神经元和轴突脆弱性，而且显著增强了对该疾病的体内表征。至关重要的是，这些发现突出了视觉通路作为一个高度可及的平台，在未来治疗干预中追踪疾病进展具有巨大潜力。
