青光眼是世界范圍內(nèi)最常見的神經(jīng)退變性疾病，約有7000萬人受累。高眼壓和年齡增長是青光眼的兩個重要的危險因素。其特點是神經(jīng)節(jié)細胞丟失。但是，導(dǎo)致神經(jīng)節(jié)細胞隨著年齡增長而易受損的機制尚不清楚。2017年2月《Science》上來自美國TheJacksonLaboratory和BascomPalmerEyeInstitute的一項研究，對青光眼發(fā)病的機制進行探索，同時向我們展示了維生素B3治療青光眼的神奇作用。

實驗以慢性、年齡相關(guān)性、遺傳性青光眼常用的動物模型DBA/2J（D2）小鼠為研究對象。首先對D2動物模型神經(jīng)節(jié)細胞內(nèi)線粒體功能異常進行研究。然后應(yīng)用維生素B3進行干預(yù)，研究維生素B3的神經(jīng)保護作用。最后應(yīng)用基因靶向治療進一步證實研究方向的準確性。

一、D2動物模型神經(jīng)節(jié)細胞內(nèi)線粒體功能異常研究

實驗選用4個月D2小鼠（僅出現(xiàn)高眼壓）、9個月小鼠（早期青光眼：高眼壓和分子改變但是尚未出現(xiàn)神經(jīng)變性）以及年齡、性別相匹配的D2-Gpnmb+小鼠作為正常對照組。應(yīng)用RNA序列分析層次聚類（hierarchicalclustering，HC）將獲得的神經(jīng)節(jié)細胞分組。Group1包括正常對照組（D2-Gpnmb+）和所有神經(jīng)節(jié)細胞未出現(xiàn)分子水平青光眼改變的D2小鼠。Group2--Group4均為早期青光眼，組數(shù)越高，說明分子水平青光眼進展越重（Fig.1A）。實驗通過（1）線粒體：細胞核比例異常（Fig.1B）；（2）氧化磷酸化通路中真核起始因子2（eIF2）和哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信號轉(zhuǎn)錄增多（Fig.1C）；（3）細胞核編碼線粒體蛋白轉(zhuǎn)錄表達差異（Fig.1D）；（4）氧化磷酸化基因差異表達（Fig.1E）；（5）線粒體裂變蛋白（Fig.1F）和（6）線粒體非折疊蛋白基因表達異常（Fig.1G）以及（7）電鏡掃描神經(jīng)節(jié)細胞樹突內(nèi)線粒體體積變小（Fig.1H、I）等實驗結(jié)果，多角度說明線粒體異常與青光眼關(guān)系密切。

二、維生素B3的抗青光眼作用研究

視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞線粒體內(nèi)NAD水平隨年齡升高下降，使神經(jīng)節(jié)細胞更容易受到眼壓升高的損害。因此，提高NAD水平可能使神經(jīng)節(jié)細胞抗應(yīng)激能力增強，從而保護眼睛免受青光眼的損害?？诜S生素B3（煙酰胺，NAM，NAD的前體）已經(jīng)被成功應(yīng)用于治療子癇前期小鼠模型NAD異常。據(jù)此，研究者給D2小鼠補充維生素B3直到12個月（標準晚期青光眼）。飲用水中加入NAM，給藥計量為550mg/kg/日（NAMLo），治療后NAD水平明顯升高（Fig2A）。研究發(fā)現(xiàn)，NAMLo沒有改變IOP，卻（1）抑制了青光眼的視神經(jīng)損害（Fig.2BandE）；（2）抑制神經(jīng)節(jié)細胞丟失和視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層變?。‵ig.2CandE）；（3）使神經(jīng)節(jié)細胞繼續(xù)發(fā)揮軸突運輸?shù)淖饔茫‵ig.2E）；（4）保護視功能，PERG幅度較治療前明顯上升（Fig.2D）；（5）RNA-序列證實NAM阻止青光眼早期分子改變（Fig.2FandG）。這些說明NAM強大抗青光眼的作用。（6）高劑量NAM（2000mg/kg/日，NAMHi）可使93%治療眼無視神經(jīng)損害（Fig.2B）。研究發(fā)現(xiàn)：低劑量維生素B3表現(xiàn)出明顯的神經(jīng)保護作用（對眼壓無影響），高劑量維生素B3同時具有降低眼壓的作用。因此，NAM可以降低眼壓，提高神經(jīng)耐受力，是治療青光眼的潛在藥物。維生素B3同時具有抗炎作用。已知腫瘤壞死因子（TNF-α）可以引起局部炎癥和線粒體功能障礙，在青光眼中發(fā)揮作用。本研究發(fā)現(xiàn)，NAM可以抑制TNF-α注射的眼睛內(nèi)視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維細胞退變、抑制PERG幅度下降、減少細胞丟失。

三、基因治療青光眼

年齡是青光眼的一個重要危險因素，作者推斷抑制年齡相關(guān)的NAD下降可能發(fā)揮保護作用。因此，研究通過提高NAD產(chǎn)生所需的關(guān)鍵酶Nmnat1，來增加NAD的表達，進一步證實此假說。D2小鼠眼內(nèi)應(yīng)用AAV2.2注入含有Nmnat1基因和綠熒光蛋白（GFP）的CMV病毒（Fig.3）。結(jié)果表明，注射兩周后，神經(jīng)節(jié)細胞內(nèi)Nmnat1基因表達明顯增加（＞83%的神經(jīng)節(jié)細胞表達），并且在12個月（青光眼晚期），仍高量表達。高表達的Nmnat1可以充分阻止軸突和細胞的丟失（Fig.3,AtoD），保護軸漿運輸功能（Fig.3B），保護神經(jīng)節(jié)細胞電生理功能（PERG）（Fig.3E）。＞70%的治療眼未發(fā)生青光眼視神經(jīng)改變。

四、口服維生素B3聯(lián)合基因治療青光眼

Nmnat1基因治療聯(lián)合低劑量維生素B3治療效果明顯好于單獨治療，84%的治療眼未出現(xiàn)青光眼，發(fā)生青光眼的概率明顯下降。高劑量維生素B3聯(lián)合基因治療，效果可能更加。

總結(jié)：研究發(fā)現(xiàn)維生素B3和/或基因治療可以顯著抑制青光眼的發(fā)生。其機制是保護線粒體功能、降低眼壓以及抗炎作用。通過對新的分子和代謝通路的研究，可能為青光眼及其他年齡相關(guān)性眼病的治療提供新的思路。但仍需在進行人體試驗進一步驗證試驗的準確性及可行性。

一直以來，青光眼視神經(jīng)保護藥物有如海市蜃樓，每每給人希望，但又似乎總是觸不可及，降低眼壓仍是目前唯一被證明確實有效的抗青光眼手段；而發(fā)表在《Science》的這項研究成果著實讓人歡欣鼓舞，口服維生素B3可顯著提高小鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)元細胞對于高眼壓的承受能力，減少青光眼性視神經(jīng)損害，而高劑量維生素B3對小鼠的視神經(jīng)保護作用甚至達到了驚人的93%！當(dāng)然，由于青光眼發(fā)病機制復(fù)雜、青光眼動物模型存在局限性等原因，臨床研究結(jié)果未必同樣讓人驚喜，但確實值得期待，希望這一次，這個位于“燈火闌珊處”的維生素B3不會再讓人失望！