PPAR-γ配体匹格列酮对低氧环境下RGC损伤保护作用及机制研究。

Retinal ganglion cell (RGC) apoptosis and the degeneration of its axons are important pathological processes of many retinal and optic nerve associated diseases. The mechanism for apoptosis of RGC involves ischemia and hypoxia, glial activation, neurotrophic factors deprivation, excitotoxic damage and so on. Our preliminary research suggests that the PPAR-γ ligand pioglitazone effectively protected the retina during acute ischemia-reperfusion (I/R) injury in rat against morphological and functional damages. Including increased RGC survival, inhibition of retinal cell apoptosis caused by I/R injury, as well as the significant inhibition of glia activation during the pathological process. We put up an assumption that pioglitazone could protect RGC against hypoxic injury, by the effect that both directly towards the RGC itself and also the microenvironment surrounded. Mechanism might lies in the regulation of certain factors that involve in cell apoptosis and oxidative stress associated signaling pathways and the Müller cell function regulation. This study based on the ex-vivo model of retinal ganglion cells culture and combined with retinal implant techniques would further clarifying the way and mechanism of the protective effect of pioglitazone on hypoxia-induced RGC injury, which might serve as an experimental basis for clinical use of pioglitazone as a new neuroprotective agents applied to the retinal and optic nerve associated diseases.

视网膜神经节细胞（RGC）的凋亡和神经轴突的退变是诸多视神经视网膜疾病的重要病理过程。RGC凋亡涉及机制复杂，包括组织缺血缺氧、胶质细胞活化、营养因子缺乏、兴奋性毒性氨基酸释放等。我们前期研究表明，PPAR-γ配体匹格列酮能够有效保护大鼠急性缺血再灌注损伤过程中视网膜形态及功能损伤，增加RGC存活率，抑制损伤所造成的视网膜细胞凋亡，并且在该病理过程中能够显著抑制胶质细胞激活。由此我们提出假设：匹格列酮对RGC缺氧损伤具保护作用，该作用可能同时通过对RGC本身及其周围微环境两种作用途径实现。其机制可能与干预细胞凋亡、氧化应激过程中关键信号通路调控元件及对Müller细胞功能的调控有关。本研究以原代视网膜神经节细胞结合视网膜植片培养技术为研究模型进一步深入，阐明匹格列酮对低氧诱导RGC损伤保护的作用方式及其机制，为其最终能够在临床上以新的神经保护制剂应用于视神经视网膜疾病奠定实验基础。

视神经视网膜疾病是眼科难治性致盲性疾病，视网膜神经细胞一旦死亡即难以再生和修复。视网膜缺血再灌注损伤常用的视神经损伤研究模型, 它能够造成包括视网膜血管及脉络膜血管在内的整个眼球循环障碍，在病理生理学可一定程度上模拟急性青光眼、视网膜中央动脉及分支动脉栓塞等视网膜缺血性疾病。缺氧环境下胶质细胞异常活化及其所产生的各种细胞因子以及炎症反应应答中的各种分子均对视网膜神经元造成损伤，而组织缺血缺氧导致的氧化应激损伤也是导致RGC凋亡不容忽视的重要原因。我们在前期大鼠视网膜再灌注损伤模型中研究了匹格列酮对视网膜确血再灌注损伤中的保护作用，提示匹格列酮抑制胶质活化具有调控作用。我们进一步通过视网膜植片以及视网膜胶质细胞、RPE体外培养，在缺氧环境下对匹格列酮神经保护作用及机制进行研究，发现：1.匹格列酮对缺氧环境下RGC具有明确的保护作用，能够增加缺氧环境下视网膜植片中RGC存活，其机制与匹格列酮抗氧化应激作用有关，缺氧环境下匹格列酮能够增加视网膜组织中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX）含量，降低一氧化氮合酶含量（NOS）。在加入PPAR-γ抑制剂GW9662时，改作用无明显减弱，提示该保护作用与PPAR-γ活化抑活制无关。2. 匹格列酮能够降低人视网膜胶质细胞（muller glia）及视网膜色素上皮细胞在缺氧环境下ROS生成，增加GSH-PX含量，降低NOS含量。其作用与PPAR-γ激活与抑制无关。匹格列酮还可减少缺氧环境下视网膜胶质细胞凋亡，减少细胞TNF-a分泌。其机制与抑制NF-Kb激活有关。3.PPAR-r在视网膜组织中表达整体低丰度，主要表达在视网膜及视神经部位血管内皮，以及视网膜色素上皮。在人视网膜muller细胞中表达丰度很低。缺氧环境下，PPAR-γ表达进一步降低。综上所述，匹格列酮在缺氧环境下对视网膜神经节细胞具有明确的保护作用，可抑制缺氧环境下视网膜胶质细胞及RPE细胞中氧化应激损伤，降低组织中ROS生成，增加保护性酶的生成。其抗氧化应激作用为PPAR-γ-independent模式。匹格列酮还可抑制胶质细胞缺氧下NF-Kb激活、TNF-a生成，以及胶质细胞凋亡，通过对缺氧环境下视网膜支持细胞的保护，改善RGC存活微环境。该项目研究结果为视神经保护研究提供了新的思路并为匹格列酮日后在临床上眼科研究应用提供实验基础。...