TLRs-NLRC4炎症小体信号通路在急性高眼压视神经损伤中的作用及机制研究

The irreversible death of retinal ganglion cells (RGCs) is the root cause of visual function damage in glaucoma, and the mechanism of immune inflammation is one of the important mechanisms of RGCs secondary injury. The activation of microglia is the key link in neuroinflammation. Recently, we have found that Toll-like receptor 4 (TLR4) could cause RGCs damage and play a key role in acute ocular hypertensive mice model. Novel evidences have shown NLRC4 inflammasome contributes to inflammation in sterile ischemic injury. Then, whether NLRC4 inflammasome participates in the process of RGCs death is still unknown.To explore the pathways which medicates RGCs damage, this study focuses on TLRs-NLRC4 inflammasome signaling pathway in order to clarify the molecular mechanism of microglia and inflammasome activation induced RGCs damage on the basis of the acute ocular hypertensive mice models and microglia OGDR models. We hope to explore the mechanism of how TLRs-NLRC4 inflammasome signaling pathway mediates high intraocular pressure-induced RGCs damage, so as to find a new target and provide new therapetic approaches for the early treatment of glaucoma.

视网膜神经节细胞(RGCs)的不可逆死亡是导致青光眼视功能损害的根本原因，免疫炎症机制是RGCs继发性损伤的重要机制之一。其中，小胶质细胞的活化是核心环节。我们前期研究发现，在小鼠急性高眼压模型中，小胶质细胞显著激活，TLR4信号活化在介导RGCs死亡中发挥关键作用。最新研究显示，NLRC4炎症小体在非感染性炎性损伤的固有免疫应答中发挥的重要作用逐渐凸显。NLRC4炎症小体是否参与高眼压所致RGCs的死亡，具体机制如何尚有待探索。因此，本课题围绕“TLRs-NLRC4炎症小体信号通路”，通过建立急性高眼压小鼠模型和体外细胞氧糖剥夺再灌注损伤（OGDR）模型，深入研究小胶质细胞活化和TLRs-NLRC4炎症小体通路激活在RGCs损伤中的作用及分子机制，探讨该通路在急性高眼压视神经损伤中的作用机理，为青光眼早期视神经保护的临床防治提供新的思路和策略。

探索视网膜神经节细胞（RGC）的损伤机制是实现青光眼临床救治的核心研究方向。本项目聚焦于高眼压作用下RGC损伤的免疫炎症机制，围绕NLRC4炎症小体及相关通路，探究该信号通路在小鼠急性高眼压模型中致使RGC死亡的作用及具体机制。通过成功建立小鼠急性高眼压动物模型，从基因及蛋白水平研究表明，急性高眼压作用下视网膜组织NLRC4炎症小体的表达上调及活化，明确该炎症小体在高眼压所致RGC损伤过程中发挥重要作用。接下来构建NLRC4shRNA腺相关病毒表达载体深入研究，通过玻璃体腔注射AAV-NLRC4shRNA将病毒感染到小鼠体内成功实现NLRC4基因沉默，NLRC4炎症小体相关蛋白显著下调，高眼压作用下NLRC4炎症小体的活化被有效抑制，下游炎症因子IL-1β的生成明显减少。此外，NLRC4基因沉默能下调MAPK通路蛋白p38及JNK的磷酸化水平，抑制该通路的活化，同时影响小胶质细胞的激活，显著提高RGC的存活率，最终发挥保护RGC的功效。进一步应用TLR4基因敲除小鼠研究发现，敲除TLR4基因使得NLRC4炎症小体蛋白表达下调，能显著抑制高眼压作用下NLRC4炎症小体的活化，从而有效降低RGC的死亡率。本项目阐明TLR4-NLRC4炎症小体信号通路的激活促进炎症因子的生成在急性高眼压视神经损伤中的作用机制，并在此基础上通过靶向性抑制NLRC4有效减少RGC的死亡，从而寻找到青光眼早期视神经保护治疗的关键靶点，以期发挥早期视神经保护作用，为青光眼的临床防治指出新的思路和策略，最终为实现有效的临床转化提供重要的理论基础。 .