斯克里普斯研究所的研究人员与加州大学圣地亚哥分校和洛威医学研究所的科学家合作,现已鉴定出一种名为芥酸酰胺的天然分子,该分子似乎有助于协调视网膜细胞间的通讯。在2026年6月19日发表于《自然-神经科学》的一项研究中,该团队发现,当负责检测视觉信息的光敏细胞——光感受器开始死亡时,芥酸酰胺水平会下降。
然而,当研究人员恢复芥酸酰胺时,它激活了有助于稳定视网膜组织的细胞反应。结果表明,该分子可能是视网膜自身保护系统的一部分,并最终可能为减缓导致进行性视力丧失的疾病指明新方向。
“视网膜并非简单地退化;事实上,它会对损伤做出积极反应,”斯克里普斯研究所教授、资深作者马丁·弗里德兰德说,“我们的工作将芥酸酰胺确定为一种有助于协调该反应的信号分子。”
视网膜如何尝试自我保护
保持视网膜健康需要神经元、胶质细胞、血管和免疫细胞之间不断协调。这些组成部分共同构成了科学家所说的神经血管单元,这是一个紧密相连的系统,有助于维持视觉所需的组织。
在糖尿病视网膜病变、视网膜色素变性和年龄相关性黄斑变性等疾病中,这种协调开始崩溃。随着疾病的进展,光感受器死亡,视力逐渐下降。
弗里德兰德团队在早期研究产生了一个有趣的结果后开始进行这项新研究。移植的干细胞衍生视网膜细胞似乎能减缓退化,即使在移植细胞本身消失后也是如此。
这一发现表明,这些细胞可能释放了保护性化学信号,其作用持续时间比细胞本身更长。因此,研究人员开始寻找可能起作用的分子。
寻找隐藏的分子信号
科学家早就知道,脂质(一大类脂肪状化合物)的作用远不止储存能量或形成细胞膜。有些还作为信号分子,在细胞间传递指令。
然而,在视网膜疾病中,许多与脂质相关的分子受到的关注相对较少。
为了寻找可能的保护性信号,该团队使用了基于质谱的代谢组学:这是一种可同时测量组织中许多小分子的技术。他们将该方法应用于几种成熟的视网膜变性临床前模型,并追踪了不同分子随疾病进展的变化情况。
芥酸酰胺很快引起了他们的注意。
随着光感受器开始退化,其水平急剧下降,这增加了这种变化可能在疾病过程中起积极作用的可能性,而不仅仅是反映正在进行的损伤。
“对我们来说,那是一个关键时刻,”斯克里普斯研究所理查德和爱丽丝·克莱默讲席化学教授、合著者戴尔·博格尔回忆道,“它提出了这样一种可能性,即芥酸酰胺可能正在影响组织如何反应,而不仅仅是作为疾病的结果发生变化。”
向视网膜恢复芥酸酰胺
下一个问题是,补充芥酸酰胺是否能改变视网膜变性的进程。
为了验证这一想法,科学家们使用多孔硅纳米颗粒(一种能够以受控方式释放分子的微小工程载体)将芥酸酰胺递送到眼睛中。
该递送系统尤为重要,因为芥酸酰胺具有疏水性(意味着它在水中溶解性差),并且在注射时会形成团块。纳米颗粒有助于保持该分子稳定并在眼内更均匀地分布。
接下来发生的事情让研究人员感到惊讶。
芥酸酰胺似乎并不直接作用于光感受器本身。相反,它激活了视网膜中被称为CD11b⁺髓系细胞的免疫细胞。这些细胞对损伤做出反应,并有助于全身的组织维护。
研究人员还鉴定出一种名为TMEM19的蛋白质,芥酸酰胺会与其结合。当TMEM19水平降低时,髓系细胞不再以相同的方式被激活,芥酸酰胺的保护作用也随之消失。
帮助视网膜组织保持稳定
一旦被激活,髓系细胞就会释放与神经血管稳定相关的信号。这些信号支持神经细胞以及为它们提供营养和氧气的血管。
芥酸酰胺并没有彻底逆转视网膜变性。相反,它通过帮助保留剩余组织的结构和功能,减缓了该过程的某些方面。
“芥酸酰胺似乎不是直接靶向光感受器本身,而是通过作用于周围环境来发挥作用,”斯克里普斯研究所研究员、第一作者魏国勤解释道,他七年前作为弗里德兰德实验室的博士后研究员开始从事这个项目。“这种视角的转变对于未来治疗退行性视网膜疾病可能很重要。”
治疗视网膜疾病的潜在新策略
研究人员现已鉴定出该通路的几个重要部分,但关于芥酸酰胺究竟如何产生其作用,仍存在许多问题。
未来的研究将探讨芥酸酰胺信号在不同视网膜疾病中的表现,以及操纵该通路是否能在更长时间内带来显著益处。
将芥酸酰胺本身转化为治疗方法也可能具有挑战性。由于芥酸酰胺具有疏水性,而大多数眼科药物是水溶性的,研究人员需要更好的方法来配制和递送它。
该团队计划测试芥酸酰胺的修饰形式,以确定它们是否能产生更强或更持久的效果。研究人员还将检查相关的脂质分子,看看是否有任何分子在激活视网膜保护反应方面更有效。
强化眼睛已有的防御机制
更广泛地说,这些发现支持了这样一种观点,即体内已有的天然分子可能被用来帮助组织抵抗疾病。
基于这种方法的治疗可能不会引入一个全新的生物过程,而是强化视网膜在压力下已经依赖的保护性信号。
早期发现表明,增强这种自然反应可能成为减缓视网膜变性并更长时间保留功能组织的一种策略。
“目标是强化已经存在的信号,”弗里德兰德指出。“如果我们能学会如何仔细调节这种反应,它可能为减缓治疗选择仍然有限的视网膜疾病的进展提供一条新途径。”
除了弗里德兰德、博格尔和魏之外,这项题为“一种脂肪酸酰胺激活髓系细胞并改善视网膜变性中的神经血管结局”的研究的作者还包括斯克里普斯研究所的Shreyosree Chatterjee、Daisuke Ogasawara、Katie Biscocho、Peter Westenskow、Junhua Wang、Helena Pham、Edith Aguilar、Jacob Robinson、Ayumi Usui-Ouchi、Gary Siuzdak和Benjamin Cravatt;加州大学圣地亚哥分校的Qinglin Yang、Sanahan Vijayakumar、Ruhan Fan和Michael J. Sailor;以及洛威医学研究所的Sarah Giles、Roberto Bonelli和Kevin Eade。
这项工作得到了以下机构的资助:洛威医学研究所;国家眼科研究所(资助号R01EY11254和5R24EY017540);加州再生医学研究所(资助号TR1-01219);美国国家科学基金会通过加州大学圣地亚哥分校材料研究科学与工程中心(资助号DMR-2011924);美国国立卫生研究院(资助号2R01AI132413、R35 GM130385、U01 CA235493和U01 CA305256);美国国家药物滥用研究所(资助号DA015648);加州大学圣地亚哥分校圣地亚哥纳米技术基础设施(国家纳米技术协调基础设施的成员,由美国国家科学基金会资助号ECCS-2025752支持);以及加拿大自然科学与工程研究委员会研究生奖学金-博士项目(资助号NSERC PGS-D)。