D-丝氨酸通过激活NMDA受体调控青光眼中视网膜神经节细胞凋亡的作用机制

Glaucoma is a group of diseases characterized by progressive retinal ganglion cells (RGCs) death and optic nerve degeneration that results in irreversible blindness. Excitotoxicity caused by over activation of N -Methyl-D-Aspartate (NMDA) receptors plays a major role in the RGCs apoptosis. Recent studies demonstrated that D-serine also played a role as a key coagonist for NMDA receptor activity and neurotoxicity. Our hypothesis is that increased expression of D-serine contribute to RGCs apoptosis by exacerbating NMDA receptor activation in the pathogenesis of glaucoma. In order to study the relationship between the level of D-serine and the apoptotic death of RGCs., we proposed to measure the expression of D-serine in the retina of glaucoma patients and rat Chronic intraocular hypertension model. We will further use D-amino acid oxidase enzyme（DAAO）or serine racemase（SR）inhibitor to reduce the level of D-serine in retina by intravitreal injection, in order to investigate the protective effect to RGCs and the related signaling pathways. The expected results may provide clues to the pathogenesis of glaucoma and a new drug target for clinical treatment of glaucoma.

青光眼是视网膜神经节细胞（Retinal Ganglion Cells，RGCs）凋亡直至进行性死亡，视神经退行性病变最终致盲的疾病。NMDA受体过度激活产生的兴奋性毒性是RGCs凋亡的重要因素。近年研究发现，D-丝氨酸作为协同激动剂激活NMDA受体，参与其兴奋性毒性作用。推测在青光眼视神经损伤的病理进程中，D-丝氨酸表达增加，进一步加剧NMDA受体的激活，从而最终影响RGCs的凋亡进程。本课题拟通过检测青光眼患者以及大鼠慢性高眼压性青光眼模型视网膜中D-丝氨酸的表达水平，研究其与RGCs凋亡的内在联系。并通过玻璃体腔注射D-丝氨酸的特异性降解酶D-amino acid oxidase enzyme（DAAO）或者丝氨酸消旋酶的抑制剂，减少视网膜内D-丝氨酸的含量，研究其对RGCs的保护作用，及其相关信号通路。预期结果为完善青光眼病理机制提供线索，期望为临床治疗提供新的药物靶点。

青光眼是视网膜神经节细胞（RGCs）进行性死亡，视神经退行性病变最终致盲的疾病。过量释放的谷氨酸导致NMDA受体过度激活，所产生的兴奋性毒性是视网膜神经节细胞凋亡的重要因素。近年针对拮抗NMDA受体过度激活治疗青光眼的药物研究中，发现治疗效果并不理想，且有较大的副作用。因此对于神经兴奋性毒性参与到青光眼的发病机制的深入研究很有必要。近年研究发现，D-丝氨酸作为协同激动剂激活NMDA受体，参与其兴奋性毒性作用。那么D-丝氨酸是否也参与到青光眼的病理机制尚不明确。在本项研究中，我们检测了D-丝氨酸含量标志物D-丝氨酸合成酶在大鼠慢性高眼压模型中视网膜的表达情况，发现D-丝氨酸合成酶的双聚体表达量在术后各个时间点均明显升高, 并维持至第六周。且高眼压眼中D-丝氨酸合成酶的表达集中在GCL层，与RGCs标志蛋白Brn3A共定位，伴随有GFAP表达增加。利用D-serine的降解酶DAAO降低青光眼模型鼠视网膜中D-serine的含量，发现无论是在视网膜中心区域，还是在视网膜外周区域，注射DAAO的大鼠高眼压眼中RGCs的存活率要高于其对侧注射生理盐水对照的高眼压眼。而增加青光眼模型鼠眼中D-serine的含量并不能显著降低RGCs的存活率。我们还发现DAAO降解青光眼模型鼠视网膜中D-serine的含量的同时，还能增加Erk1/2磷酸化水平，激活Erk1/2相关信号通路。以上结果提示D-serine的过量释放产生对RGCs神经毒性作用，为完善青光眼病理机制提供线索。而减少视网膜中D-serine的含量能够有效保护RGCs，期望为青光眼的临床治疗提供潜在的药物靶点，为临床治疗青光眼提供新的方向。