糖尿病自主神经病变在脉络膜血供改变及视网膜光感受器细胞损伤中的作用及机制研究

Diabetic visual function impairment is the leading cause of blindness in the people of working age. By far most DR studies focus on retinal vascular impairment. However, in many patients visial function impairment occurs before the retinal vascular damage and the reason is still vague. The blood supply of the outer layer of the retina (includes the photoreceptor cells) and macular comes from the choroidal vessel. Choroidal circulatory plays a key role in maintaining the function of retinal photoreceptors and macular. Previous studies have demonstrated that choroidal blood flow（ChBF） was innervated and controlled by autonomic nervous system(ANS). Furthermore there is high prevalence of diabetic automtic neuropathy (DAN) in patients with diabetes mellitus(DM).Using intrachoroidal injection of the transneuronal retrograde tracer pseudorabies virus (PRV), we previously found the deficit of ANS pathway in diabetic rats. Therefore, this project raises a presumption: automatic nervous system pathway may play a key role in the control of choroidal blood flow and the pathogenesis of DR. The project will make use of multi- modal functional MRI techniques to explore the functional connections, fiber connections and neurotransmitter variation in the autonomic nervous pathway among patients with DR in different stage. While building an animal model of diabetes mellitus，DM) in rats through electrophysiological technologies, as well as nerve tracing and immunohistochemical methods , this project will verify further the transmission way and the biochemical bases of choroidal blood flow signal. We hope to clarify the regulation mechanism of choroidal blood flow in autonomic nervous pathways and to provide a knock-down evidence for the therapy in the future.

目前糖尿病视功能损伤研究集中于视网膜微血管病变，但很多患者视功能下降用此无法解释。脉络膜血管支持视网膜外层光感受器细胞的营养和代谢，其异常导致的光感受器细胞损伤在视功能下降中占有不可忽略的地位，研究表明脉络膜血流主要由自主神经调节，而糖尿病自主神经病变发生早，且累及全身多个器官。目前糖尿病脉络膜循环的自主神经调节通路异常及机制研究少见报导，我们前期研究中发现糖尿病模型鼠控制脉络膜循环的自主神经通路中：脊髓胸1段，脑室旁核等出现了形态异常。因此提出假设：糖尿病脉络膜自主神经通路异常在视功能损害中起重要作用。本项目拟通过功能磁共振技术探索糖尿病患者自主神经通路功能连接以及神经递质改变。构建糖尿病动物模型，联合神经示踪、电刺激毁损及免疫组化、分生技术探寻糖尿病脉络膜血流自主神经调控通路异常的物质基础。以期从另一视角认识糖尿病视功能损害的发生，发展机制并为临床治疗新靶点提供依据。

临床研究：为探索早期糖尿病患者的脉络膜血流改变和瞳孔病变，我们纳入73只眼（糖尿病31只眼，非糖尿病42只眼）进行研究，对入组者行OCTA，瞳孔明暗适应以及血糖、血压、视力、眼压、眼轴、眼底照相等基础检查。通过对所的临床数据进行相关性分析发现，糖尿病患者瞳孔直径及收缩速率较健康对照组小，脉络膜血流增加，且瞳孔受损程度与脉络膜血流变化呈正相关。糖尿病患者存在的明显的眼部自主神经改变和脉络膜血流改变，并且眼部自主神经病变程度与脉络膜血流减少程度呈正相关关系。.基础研究：为了解在糖尿病脉络膜中自主神经以及感觉神经相关神经因子或其合成关键酶和转运体的变化，明确糖尿病脉络膜神经病变生理物质基础，我们从蛋白水平和免疫荧光层面检测捐献眼球（包括糖尿病4例和非糖尿病8例，平均年龄为66.5±18.3岁和65.3±19.9岁）脉络膜和链脲佐菌素（STZ）造模后5月C57 BL/6野生型雄性小鼠脉络膜以及颈上交感神经节（SCG）和三叉神经节（TG）中交感神经因子相关合成酶、副交感神经因子合成酶以及感觉神经因子的变化。另从蛋白水平检测糖尿病捐献者眼球脉络膜中肾上腺素能受体（a1,β2亚型）以及乙酰胆碱受体（M1，M3亚型）的变化，从超显微结构层面揭示糖尿病小鼠脉络膜神经结构改变。在糖尿病捐献者脉络膜中，VMAT2、VAChT、CHAT、VIP、CGRP、nNOS表达量相较非糖尿病捐献者高，而DBH、TH、NPY表达量则相对降低，同时在糖尿病人的脉络膜中a1、β2、M1、M3受体蛋白表达水平下调。在糖尿病小鼠脉络膜及其SCG和TG中，TH、NPY蛋白表达量减少，nNOS蛋白表达量增加，SCG中TH/NF200双阳性细胞减少，TG中CGRP/NF200双阳性细胞数量相对增加。透射电镜下可见糖尿病小鼠脉络膜中无髓神经纤维水肿坏死，有髓神经纤维髓鞘疏松、神经纤维萎缩。 结果表明糖尿病脉络膜膜中存在广泛的神经纤维受损，而副交感神经递质合成相关酶以及转运体表达量相对交感系统增加，提示糖尿病状态下脉络膜存在交感神经功能受损程度大于副交感神经的情况，这可能是引起脉络膜血流变化的重要原因。