《Free Radical Biology and Medicine》：Modulation of glutamate metabolic reprogramming via Ras-Raf-MEK/ERK signaling alleviates immune inflammation of astrocytes in glaucomatous neurodegeneration
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正常张力性青光眼（NTG）的免疫机制及Ras信号通路调控视网膜星形胶质细胞代谢的研究。通过构建EAG模型，结合质谱和代谢组学技术，发现Ras-Raf-MEK/ERK信号通路通过调节谷氨酸-谷氨酰胺代谢保护视网膜神经胶质细胞（RGCs）免受神经炎症损伤，并提出Syngap1作为潜在治疗靶点。
王小晨|谭思思|牟珍妮|郑云帆|袁静昌|曾丽红|苗伟|欧阳若彤|范晓|霍玉佳|蒲彦宇|雷俊勤|高曦|王当当|彭阳|李红
中国重庆市400016，重庆医科大学第一附属医院，重大致盲性眼病防治重庆市重点实验室，眼科
摘要
正常眼压性青光眼（NTG）的特点是视网膜神经节细胞（RGCs）的慢性进行性死亡，伴有进行性的视神经损伤和视野缺损，但眼内压（IOP）并不升高。近年来，关于青光眼神经损伤的免疫机制受到了越来越多的关注。星形胶质细胞是视网膜中的重要免疫成分，在调节视网膜可塑性和保护神经元方面起着关键作用。研究表明，星形胶质细胞功能障碍可引发视神经病变，而不影响眼内压，这可能成为新的治疗靶点。在本研究中，我们构建了一个实验性自身免疫性青光眼（EAG）模型，并利用质谱技术和代谢组学方法检测了视网膜中的代谢变化。此外，我们还进行了体外和体内的机制分析。综合这些发现，我们表明调节Ras-Raf-MEK/ERK信号通路可以恢复星形胶质细胞中的谷氨酸-谷氨酰胺代谢，并保护RGCs免受神经炎症损伤。我们提出Syngap1可能是调节星形胶质细胞代谢重编程和Ras信号通路的潜在靶点。我们的研究为青光眼性神经退行性的免疫病理机制提供了新的见解，并为开发新的神经病变治疗方法指明了方向。
引言
青光眼是全球导致不可逆失明的主要原因，据估计到2040年将有超过1.12亿人患有此病[1]、[2]、[3]。原发性开角型青光眼是最常见的类型，而在亚洲人中，正常眼压性青光眼（NTG）占原发性开角型青光眼的大部分（平均76.3%）[4]。这是一种视神经病变，其特点是视网膜神经节细胞（RGCs）和视野的慢性进行性丧失，且眼内压（IOP）不高[5]。即使接受了传统的降眼压治疗，NTG患者仍可能出现不可逆的神经和视觉功能障碍[6]、[7]。越来越多的证据表明，免疫成分参与了青光眼的神经退行性过程[8]、[9]。因此，迫切需要研究相关机制，以便更好地监测疾病进展并促进药物开发。
星形胶质细胞是视网膜中的重要神经胶质细胞，它们位于视神经和视网膜最内层，是视网膜神经上皮层中分布最广泛的神经胶质细胞[10]。星形胶质细胞在调节视网膜可塑性、维持视网膜稳态、维持代谢稳态以及保护神经元方面起着关键作用[11]。在病理条件下，神经毒性的星形胶质细胞可能参与各种神经退行性疾病的发病机制[12]、[13]，例如表现为免疫激活状态[14]，并影响视神经头的结构改变，这与线粒体、血管和抗氧化元素的紊乱有关[15]。由于导致神经元死亡的具体机制尚不清楚，我们认为星形胶质细胞的变化在青光眼性神经退行性中起着关键作用。
代谢重编程包括三种类型：葡萄糖代谢、氨基酸代谢和脂肪酸代谢。如报告所述，星形胶质细胞通过提供代谢底物、回收神经递质谷氨酸来辅助抗氧化、输送乳酸以及从神经元吸收脂质颗粒来支持神经元[16]、[17]、[18]。星形胶质细胞功能障碍对神经退行性疾病的炎症激活和发生至关重要[19]、[20]。我们推测，在受损的视网膜和视神经中，代谢重编程伴随着星形胶质细胞的病理过程。然而，重编程的途径和机制仍不完全清楚。
Ras-Raf-MEK/ERK通路属于MAPK信号通路，该通路控制细胞的增殖、分化和存活[21]。多项研究表明，MAPK信号通路调节胶质发生和神经发生之间的平衡，是参与神经炎症的分子机制之一，在保护细胞免受氧化损伤方面起着核心作用[22]、[23]。Ras参与肿瘤发生中的糖酵解、线粒体功能和脂质代谢[24]、[25]。此外，Ras信号通路在调节先天免疫反应、自身免疫性脑脊髓炎和类风湿性关节炎的治疗中也起着重要作用[26]、[27]、[28]。然而，在Ras信号通路以及与眼部疾病（尤其是视神经病变）相关的代谢调节和免疫作用方面，仍存在一些关键的知识空白。
为了探讨在未经历持续高眼内压的情况下神经炎症和退行性过程中的其他潜在机制，本研究使用了一种由视神经抗原（ONA）诱导的新免疫模型。我们进一步阐述了免疫反应在青光眼发病机制中的主导作用。代谢组学分析显示，实验性自身免疫性青光眼（EAG）小鼠的眼睛存在代谢异常。我们还讨论了调节EAG中星形胶质细胞代谢重编程和免疫反应的机制。Ras-Raf-MEK/ERK信号通路干预可以调节免疫诱导的青光眼性神经退行性过程中星形胶质细胞的功能方面和谷氨酸代谢的变化。综上所述，我们的发现表明，星形胶质细胞代谢和Ras信号通路是预防神经炎症损伤的关键治疗靶点。
动物
从重庆医科大学实验动物中心（中国重庆）获得了5-7周大的C57BL/6J雄性小鼠，这些小鼠在无特定病原体的环境中饲养，可自由获取饲料和水。实验前让小鼠适应一周时间。所有动物实验程序均得到了重庆医科大学机构动物护理和使用委员会的批准（批号：IACUC-CQMU-2025-0348）
EAG小鼠的视网膜和视神经中存在反应性胶质增生和神经炎症
在研究开始时，使用RT-qPCR和IF分析评估了不同时间点EAG小鼠视网膜中的GFAP信号。我们观察到免疫后4周、6周和8周小鼠视网膜中的GFAP水平升高（补充图S1A–B），并选择4周作为后续实验的诱导时间。
在免疫期间，EAG模型（图1A）和对照组小鼠的IOP没有显著波动（图1B）。第28天时，EAG组的...
讨论
我们的数据表明，在与青光眼相关的神经炎症病理过程中，蛋白质和氨基酸代谢会发生紊乱。反应性星形胶质增生参与了免疫反应和代谢重编程，这与EAG的发病机制有关。此外，抑制星形胶质细胞中的Ras信号通路可以减轻炎症、改善谷氨酸代谢并缓解EAG中的视神经病变。有理由推测Syngap1受到Ras信号的影响，
结论
本研究提供了关于神经退行性和神经元细胞死亡背后的免疫机制的新证据。结果为星形胶质细胞的代谢功能及其在青光眼和其他神经退行性疾病中的调节机制提供了新的视角，并强调了Ras-Raf-MEK/ERK信号通路靶向疗法在神经炎症中的潜力。未来的研究应进一步探讨Ras信号如何调节免疫和...
CRediT作者贡献声明
霍玉佳：验证、研究。范晓：验证、研究。王小晨：撰写——初稿、项目管理、方法学、研究、数据管理。蒲彦宇：资源提供。曾丽红：资源提供、项目管理。袁静昌：研究。李红：撰写——审稿与编辑、监督、资金获取。欧阳若彤：验证、研究。苗伟：验证、研究。高曦：资源提供。谭思思：撰写——初稿、项目
伦理批准和参与同意
该研究获得了重庆医科大学机构动物护理和使用委员会以及重庆医科大学第一附属医院伦理委员会的批准。所有参与者在样本收集前均签署了知情同意书。数据和材料的可用性
本研究中使用和分析的数据可应合理要求向相应作者获取。资助
本研究获得了国家自然科学基金 [资助编号 82471064]和中国自然科学基金 [资助编号CSTB2024NSCQ-KJFZMSX0073和CSTB2025TIAD-STX0008]的资助。利益冲突声明
作者声明没有可能影响研究的财务利益或个人关系。
