【权威解读】Slit2通过Robo1和Robo2调控视网膜新血管生成.docx

Slit2通过Robo1和Robo2调控视网膜新血管生成眼睛是人的视觉器官，人类对于外界环境中各种信息的感知多数都来源于视觉。俗话说“眼睛是心灵的窗户”，眼睛除了作为视觉器官以外，从文学意义上来讲，人们通过眼睛还能表达人的丰富情感，反映人的内心世界。眼睛以及视力的重要性对于人们生存和生活的重要性是不言而喻的。世卫组织估计全世界的视力障碍者约有2亿人，而在众多造成严重视力损伤的因素中，眼部新生血管性疾病是现代社会中引发失明最主要的原因。年龄相关性黄斑变性、糖尿病引起的视网膜病变、早产儿视网膜病变和角膜炎的发病机制均与眼部新生血管调控紊乱有关。这些疾病在发生过程中均有一些共同的特征，即眼部血管过度增生，随之造成血管内皮屏障的破裂和血管渗漏，引发眼部水肿、出血甚至造成视网膜脱落，导致严重的视力损伤。现有研究表明，血管内皮生长因子（VEGF）在视网膜血管性疾病的病理发生过程中呈高表达状态。抗VEGF治疗的临床试验证实，治疗可使脉络膜新生血管膜缩小、液体渗漏减少，在新生血管性年龄相关性黄斑变性、各种病因的脉络膜新生血管膜、糖尿病和静脉阻塞导致的黄斑水肿、早产儿视网膜病变及新生血管性青光眼的治疗中，抗VEGF治疗显示出一定程度的有效性，已有一些治疗成功的案例报道。然而，目前研究者对临床抗VEGF治疗的适应证尚存争议，原因主要在于抗VEGF制剂会加重组织纤维膜的形成且存在一定程度的副作用，抗VEGF制剂并非对所有患者都有效。因而研究其他引发眼部血管过度增生的因子，探寻阻断血管过度增生和血管渗漏的其他途径，从而开发治疗眼部新生血管性疾病的新方法引起了科学家们极大的研究兴趣。在近期发表在著名医学杂志Nature Medicine上的一篇研究论文中，来自法国和美国的科学家发现了另一条在病理性的眼部新血管生成和发展中起重要作用的调控途径，为相关疾病的治疗提供了一条新思路。在神经系统中，Slit蛋白家族作为配体与其受体Robo蛋白结合抑制轴突发育，其作用已广为人知。Slit蛋白家族共有3个成员，即Slit 1-3，其受体蛋白Robo则有4种，即Robo 1-4。早前的研究发现，在眼部新生血管性疾病中Robo1的表达有明显变化，而体外实验报道Slit蛋白有促进和抑制血管增生的两种截然相反的作用，但是Slit蛋白在眼部血管新生中的具体作用缺乏来自遗传学的证据的支持，这引起了研究者的极大兴趣。为了研究Slit基因家族各成员在小鼠眼球内的表达和分布位置，研究者通过原位杂交、GFP荧光标记以及构建并表达Slit-碱性磷酸酶融合蛋白（Slit-AP）等方法，发现所有的Slit-AP都能在眼部的微血管系统中检测到，这与VEGF-AP只结合在内皮细胞VEGF受体上类似，表明Slit蛋白的受体（即Robo受体）主要在视网膜的血管中表达。由于Slit2基因纯合的小鼠在出生后致死，为了进一步研究Slit蛋白在视网膜血管生成中的作用，研究者们构建了Slit2基因条件敲除的小鼠Slit2lox/lox。同时也通过杂交，得到了可被它莫西芬诱导的CAG启动子驱动Cre重组酶表达的小鼠CAG:Slit2lox/lox。结合Slit1/等单基因突变体，以及在此基础上得到的一系列双基因突变体，研究者发现Slit2在视网膜血管生成中是必需的。研究者们了分析公开发表的出生5天后的视网膜内皮细胞的微阵列数据，同时也结合了人类脐静脉内皮细胞细胞、人脐动脉内皮细胞、人类皮肤微血管内皮细胞和人类视网膜微血管内皮细胞中实时定量PCR和蛋白免疫印迹等实验的数据，以此来确定在视网膜血管中介导Slit2信号转导的Robo受体。Robo2基因纯合的小鼠也存在纯合致死的现象，与前述Slit的研究一样，研究者也构建了一系列条件敲除的Robo家族单基因突变体及多基因突变体。这些小鼠的获得，为研究Slit和Robo在视网膜血管生成中的作用提供了丰富的遗传学材料，最终确定Slit2在视网膜血管生成中的信号是通过Robo1和Robo2转导的。在细胞学的实验中，他们发现Slit2通过Robo1和Robo2的信号转导促进视网膜血管的增生并非是影响内皮细胞的死亡或是导致血管稳定性的改变，而主要是影响了细胞的迁移和出芽，导致出芽式血管生成。那么，Slit-Robo的信号转导通路与眼部新生血管性疾病是否存在相关性？阻断Slit-Robo的信号转导通路能否抑制病理性的血管生成？在针对氧诱导的视网膜病变（OIR）小鼠模型的研究中，研究者们发现，上述问题的答案均是肯定的。文章作者通过一系列翔实而确凿的遗传学证据和生化实验数据，揭示了一条在视网膜血管生成中不同于VEGF的信号通路，发现了此前从未预料到的Slit的在经Robo1和Robo2的信号转导中的作用，有望为眼部新生血管性疾病患者提供一种新的治疗方案。尽管在进化树上小鼠和人类非常靠近。已有数据表明98%的人类基因也有对应的基因在小鼠上。但是人类和小鼠毕竟是有很大不同。在人和小鼠的眼睛中，小鼠的晶状体占其眼球体积的75%，而人眼却只有10%。