《Bioactive Materials》：Intravitreal delivery of NGF-chitosan hydrogel confers retinal ganglion cell protection and visual function recovery in experimental glaucoma
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青光眼（glaucoma）是全球不可逆性失明的主要原因之一，仅降低眼内压（intraocular pressure, IOP）不足以拯救已丢失的视网膜神经节细胞（retinal ganglion cells, RGCs）或恢复视觉功能。在本研究中，研究人员将一
青光眼（glaucoma）是全球不可逆性失明的主要原因之一，仅降低眼内压（intraocular pressure, IOP）不足以拯救已丢失的视网膜神经节细胞（retinal ganglion cells, RGCs）或恢复视觉功能。在本研究中，研究人员将一种由本团队先前开发的负载神经生长因子（nerve growth factor, NGF）的液态壳聚糖凝胶，经玻璃体内注射至高眼压诱导的青光眼大鼠玻璃体中。通过结合多种技术——包括多路免疫荧光染色、TUNEL染色、CTB示踪、Western blotting、视觉电生理学和行为学评估——研究人员证明，与病灶对照组（lesion control, LC）相比，NGF-壳聚糖水凝胶在青光眼损伤后显著增强了RGC的存活率（约提高27%），保持了树突结构和长距离轴突投射，并促进了视觉功能的恢复。机制上，NGF-壳聚糖水凝胶治疗上调了视网膜中NGF及其高亲和力受体原肌球蛋白受体激酶A（tropomyosin receptor kinase A, TrkA）的表达。此外，它还抑制了视网膜胶质细胞活化，增强了哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin, mTOR）信号传导，共同促进了RGC的保护和修复。值得注意的是，研究人员进一步观察到睫状体区域中Nestin阳性神经干细胞的活化，以及它们分化为BrdU阳性/Brn3a阳性神经元样细胞；这一现象的确切机制有待进一步研究。总之，玻璃体内递送NGF-壳聚糖水凝胶提供了新的机制见解，并为青光眼的治疗代表了一种有前景的治疗策略。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
青光眼（glaucoma）是一组以视网膜神经节细胞（retinal ganglion cells, RGCs）及其轴突进行性退变为特征的疾病，是全球不可逆性失明的主要原因。尽管降低眼内压（intraocular pressure, IOP）是当前临床治疗的核心手段，但该方法无法保护或再生已受损的RGCs和视神经纤维。现有干预策略如基因治疗、干细胞治疗、Müller胶质细胞重编程和神经营养因子治疗均存在局限性，包括免疫排斥、致瘤风险、再生潜能有限以及神经营养因子半衰期短、血-视网膜屏障通透性差等问题。因此，亟需开发能够保护RGCs、促进视神经修复并恢复视觉功能的新型治疗策略。
**研究内容与结论**
研究人员开发了一种基于生物材料的控释系统——神经生长因子-壳聚糖水凝胶（NGF-chitosan hydrogel），并在实验性青光眼大鼠模型中通过玻璃体内注射评估其疗效。研究结果表明，该水凝胶显著促进RGC存活（约提高27%），保持树突结构和长距离轴突投射，促进视神经髓鞘重塑，抑制视网膜和视神经胶质细胞活化，并通过上调NGF及其受体TrkA、激活mTOR信号通路介导神经保护作用。此外，NGF-壳聚糖水凝胶还能激活睫状体区域的神经干细胞，促进其增殖、迁移和分化为神经元样细胞。视觉电生理学（PhNR和f-VEP）和行为学（暗/光偏好测试和视动反应）评估一致显示，该治疗显著改善了视觉功能。该研究为青光眼的神经保护和再生提供了新机制，并展示了转化潜力。论文发表在《Bioactive Materials》。
**主要关键技术方法**
1. 动物模型：采用Wistar大鼠（8–10周龄，雌性，购自首都医科大学实验动物中心），通过巩膜外静脉结扎（episcleral vein ligation, EVL）建立高眼压诱导的青光眼模型。
2. 材料制备与递送：制备NGF-壳聚糖水凝胶（NGF浓度500 μg/mL），于造模后1周经玻璃体内注射（3 μL）给药。
3. 评估方法：包括多路免疫荧光染色、TUNEL凋亡检测、CTB顺行示踪、Western blotting、透射电子显微镜（TEM）、光感受器负向反应（PhNR）和闪光视觉诱发电位（f-VEP）电生理记录、暗/光偏好测试及视动反应（OKR）行为学检测。
4. 机制验证：使用雷帕霉素（rapamycin）抑制mTOR通路，使用GW441756抑制TrkA信号，以验证信号通路的作用。
**研究结果**
2.1 NGF-壳聚糖凝胶通过抑制凋亡增强RGC存活：通过Tuj1免疫荧光、TUNEL染色和Western blotting（检测C-caspase-3、Bax、Bcl-2）证实，与LC组相比，NGF-壳聚糖组RGC存活率显著提高（约87% vs 60%），凋亡细胞减少，抗凋亡蛋白上调、促凋亡蛋白下调。
2.2 NGF-壳聚糖凝胶有效保护RGC树突结构及轴突长距离投射：Nissl染色显示IPL厚度恢复；Tuj1/Syn1共定位分析显示突触密度增加；CTB顺行示踪显示视神经、外侧膝状体（LGN）和上丘（SC）的轴突投射显著保存。
2.3 NGF-壳聚糖凝胶促进视神经髓鞘重塑：NF/MBP免疫荧光和TEM显示，NGF-壳聚糖组MBP强度和髓鞘完整性显著恢复，多数轴突保持紧密髓鞘，减少脱髓鞘和轴突肿胀。
2.4 NGF-壳聚糖凝胶改善视网膜和视神经的胶质微环境：GFAP和Iba1免疫荧光显示，NGF-壳聚糖组视网膜和视神经中星形胶质细胞和小胶质细胞活化显著抑制，细胞数量减少，形态趋于静息或半活化状态。
2.5 NGF-壳聚糖凝胶通过上调视网膜NGF-TrkA发挥神经保护作用：Western blotting显示，NGF-壳聚糖组视网膜NGF和TrkA蛋白表达显著升高（分别为89%和127.7%的假手术组水平）。
2.6 NGF-壳聚糖凝胶通过激活mTOR信号通路保护和修复神经组织：p-S6免疫荧光和Western blotting显示NGF-壳聚糖组约70%的RGC表达p-S6；雷帕霉素抑制mTOR后，RGC存活、树突密度和上丘轴突投射均显著降低。
2.7 NGF-壳聚糖凝胶促进青光眼损伤后视觉功能恢复：PhNR振幅和潜伏期、f-VEP波幅和潜伏期显示功能改善；暗/光偏好测试中，处理组恢复正常的暗偏好行为；OKR测试中，视敏度从0.127恢复至0.257 cycles/degree。
2.8 NGF-壳聚糖水凝胶激活睫状体区域神经干细胞并促进其增殖和分化：BrdU/Nestin双标显示处理组睫状体区域大量增殖神经干细胞；BrdU/Tuj1和BrdU/Brn3a双标显示其迁移并分化为神经元样细胞和RGC样细胞。
**讨论与结论**
讨论部分指出，NGF-壳聚糖水凝胶通过多机制实现神经保护：抗凋亡、保持树突和轴突完整性、促进髓鞘重塑、改善胶质微环境、激活NGF-TrkA-mTOR信号通路，以及激活睫状体区域神经干细胞促进视网膜神经发生。尽管取得显著进展，但研究存在局限性：动物模型与人类疾病存在差异；所诱导的神经元样细胞能否功能性整合入视网膜回路尚需进一步验证；作为“装置+生物制品”组合的长期安全性和降解产物需评估。
结论部分翻译：总之，本研究揭示了NGF-壳聚糖水凝胶在青光眼中的多面治疗潜力，并为开发新型神经保护和神经再生策略提供了理论基础。未来的研究应进一步阐明生物活性材料的潜在机制，以实现更全面的视网膜保护和视觉功能恢复。研究人员的发现可能为青光眼的临床管理提供有价值的指导，并为中枢神经系统内的神经修复提供重要见解。
