青光眼是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的神經(jīng)退變性疾病，約有7000萬(wàn)人受累。高眼壓和年齡增長(zhǎng)是青光眼的兩個(gè)重要的危險(xiǎn)因素。其特點(diǎn)是神經(jīng)節(jié)細(xì)胞丟失。但是，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)細(xì)胞隨著年齡增長(zhǎng)而易受損的機(jī)制尚不清楚。2017年2月《Science》上來(lái)自美國(guó)TheJacksonLaboratory和BascomPalmerEyeInstitute的一項(xiàng)研究，對(duì)青光眼發(fā)病的機(jī)制進(jìn)行探索，同時(shí)向我們展示了維生素B3治療青光眼的神奇作用。

實(shí)驗(yàn)以慢性、年齡相關(guān)性、遺傳性青光眼常用的動(dòng)物模型DBA/2J（D2）小鼠為研究對(duì)象。首先對(duì)D2動(dòng)物模型神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)線粒體功能異常進(jìn)行研究。然后應(yīng)用維生素B3進(jìn)行干預(yù)，研究維生素B3的神經(jīng)保護(hù)作用。最后應(yīng)用基因靶向治療進(jìn)一步證實(shí)研究方向的準(zhǔn)確性。

一、D2動(dòng)物模型神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)線粒體功能異常研究

實(shí)驗(yàn)選用4個(gè)月D2小鼠（僅出現(xiàn)高眼壓）、9個(gè)月小鼠（早期青光眼：高眼壓和分子改變但是尚未出現(xiàn)神經(jīng)變性）以及年齡、性別相匹配的D2-Gpnmb+小鼠作為正常對(duì)照組。應(yīng)用RNA序列分析層次聚類（hierarchicalclustering，HC）將獲得的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞分組。Group1包括正常對(duì)照組（D2-Gpnmb+）和所有神經(jīng)節(jié)細(xì)胞未出現(xiàn)分子水平青光眼改變的D2小鼠。Group2--Group4均為早期青光眼，組數(shù)越高，說(shuō)明分子水平青光眼進(jìn)展越重（Fig.1A）。實(shí)驗(yàn)通過(guò)（1）線粒體：細(xì)胞核比例異常（Fig.1B）；（2）氧化磷酸化通路中真核起始因子2（eIF2）和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信號(hào)轉(zhuǎn)錄增多（Fig.1C）；（3）細(xì)胞核編碼線粒體蛋白轉(zhuǎn)錄表達(dá)差異（Fig.1D）；（4）氧化磷酸化基因差異表達(dá)（Fig.1E）；（5）線粒體裂變蛋白（Fig.1F）和（6）線粒體非折疊蛋白基因表達(dá)異常（Fig.1G）以及（7）電鏡掃描神經(jīng)節(jié)細(xì)胞樹(shù)突內(nèi)線粒體體積變?。‵ig.1H、I）等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，多角度說(shuō)明線粒體異常與青光眼關(guān)系密切。

二、維生素B3的抗青光眼作用研究

視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞線粒體內(nèi)NAD水平隨年齡升高下降，使神經(jīng)節(jié)細(xì)胞更容易受到眼壓升高的損害。因此，提高NAD水平可能使神經(jīng)節(jié)細(xì)胞抗應(yīng)激能力增強(qiáng)，從而保護(hù)眼睛免受青光眼的損害?？诜S生素B3（煙酰胺，NAM，NAD的前體）已經(jīng)被成功應(yīng)用于治療子癇前期小鼠模型NAD異常。據(jù)此，研究者給D2小鼠補(bǔ)充維生素B3直到12個(gè)月（標(biāo)準(zhǔn)晚期青光眼）。飲用水中加入NAM，給藥計(jì)量為550mg/kg/日（NAMLo），治療后NAD水平明顯升高（Fig2A）。研究發(fā)現(xiàn)，NAMLo沒(méi)有改變IOP，卻（1）抑制了青光眼的視神經(jīng)損害（Fig.2BandE）；（2）抑制神經(jīng)節(jié)細(xì)胞丟失和視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層變薄（Fig.2CandE）；（3）使神經(jīng)節(jié)細(xì)胞繼續(xù)發(fā)揮軸突運(yùn)輸?shù)淖饔茫‵ig.2E）；（4）保護(hù)視功能，PERG幅度較治療前明顯上升（Fig.2D）；（5）RNA-序列證實(shí)NAM阻止青光眼早期分子改變（Fig.2FandG）。這些說(shuō)明NAM強(qiáng)大抗青光眼的作用。（6）高劑量NAM（2000mg/kg/日，NAMHi）可使93%治療眼無(wú)視神經(jīng)損害（Fig.2B）。研究發(fā)現(xiàn)：低劑量維生素B3表現(xiàn)出明顯的神經(jīng)保護(hù)作用（對(duì)眼壓無(wú)影響），高劑量維生素B3同時(shí)具有降低眼壓的作用。因此，NAM可以降低眼壓，提高神經(jīng)耐受力，是治療青光眼的潛在藥物。維生素B3同時(shí)具有抗炎作用。已知腫瘤壞死因子（TNF-α）可以引起局部炎癥和線粒體功能障礙，在青光眼中發(fā)揮作用。本研究發(fā)現(xiàn)，NAM可以抑制TNF-α注射的眼睛內(nèi)視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維細(xì)胞退變、抑制PERG幅度下降、減少細(xì)胞丟失。

三、基因治療青光眼

年齡是青光眼的一個(gè)重要危險(xiǎn)因素，作者推斷抑制年齡相關(guān)的NAD下降可能發(fā)揮保護(hù)作用。因此，研究通過(guò)提高NAD產(chǎn)生所需的關(guān)鍵酶Nmnat1，來(lái)增加NAD的表達(dá)，進(jìn)一步證實(shí)此假說(shuō)。D2小鼠眼內(nèi)應(yīng)用AAV2.2注入含有Nmnat1基因和綠熒光蛋白（GFP）的CMV病毒（Fig.3）。結(jié)果表明，注射兩周后，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞內(nèi)Nmnat1基因表達(dá)明顯增加（＞83%的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞表達(dá)），并且在12個(gè)月（青光眼晚期），仍高量表達(dá)。高表達(dá)的Nmnat1可以充分阻止軸突和細(xì)胞的丟失（Fig.3,AtoD），保護(hù)軸漿運(yùn)輸功能（Fig.3B），保護(hù)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞電生理功能（PERG）（Fig.3E）。＞70%的治療眼未發(fā)生青光眼視神經(jīng)改變。

四、口服維生素B3聯(lián)合基因治療青光眼

Nmnat1基因治療聯(lián)合低劑量維生素B3治療效果明顯好于單獨(dú)治療，84%的治療眼未出現(xiàn)青光眼，發(fā)生青光眼的概率明顯下降。高劑量維生素B3聯(lián)合基因治療，效果可能更加。

總結(jié)：研究發(fā)現(xiàn)維生素B3和/或基因治療可以顯著抑制青光眼的發(fā)生。其機(jī)制是保護(hù)線粒體功能、降低眼壓以及抗炎作用。通過(guò)對(duì)新的分子和代謝通路的研究，可能為青光眼及其他年齡相關(guān)性眼病的治療提供新的思路。但仍需在進(jìn)行人體試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性及可行性。

一直以來(lái)，青光眼視神經(jīng)保護(hù)藥物有如海市蜃樓，每每給人希望，但又似乎總是觸不可及，降低眼壓仍是目前唯一被證明確實(shí)有效的抗青光眼手段；而發(fā)表在《Science》的這項(xiàng)研究成果著實(shí)讓人歡欣鼓舞，口服維生素B3可顯著提高小鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)元細(xì)胞對(duì)于高眼壓的承受能力，減少青光眼性視神經(jīng)損害，而高劑量維生素B3對(duì)小鼠的視神經(jīng)保護(hù)作用甚至達(dá)到了驚人的93%！當(dāng)然，由于青光眼發(fā)病機(jī)制復(fù)雜、青光眼動(dòng)物模型存在局限性等原因，臨床研究結(jié)果未必同樣讓人驚喜，但確實(shí)值得期待，希望這一次，這個(gè)位于“燈火闌珊處”的維生素B3不會(huì)再讓人失望！