AhR信号：色氨酸代谢对与AhR通路激活的影响

原发性开角型青光眼（POAG）、原发性闭角型青光眼（PACG）和白内障（非青光眼对照）患者的血清

为研究色氨酸代谢是否参与青光眼的发展，对青光眼（POAG、PACG）和非青光眼对照组患者的血清进行了靶向色氨酸代谢组学检测，并检测青光眼患者和小鼠视网膜缺血再灌注（Ischemia/reperfusion，IR）模型视网膜AhR表达情况。结果发现，除血清素外，青光眼患者中其余色氨酸代谢物水平均较对照组下降，且在POAG中更显著。眼球切片免疫荧光染色显示，PACG及小鼠IR视网膜AhR表达量均较对照组下降（图1）。以上结果表明，色氨酸代谢的改变和色氨酸衍生的AhR配体的减少可能导致青光眼中视网膜AhR激活不足。

ITE是一种由色氨酸代谢产生的内源性AhR激动剂，为了验证AhR在视网膜抗炎和神经保护作用。小鼠IR模型腹腔注射ITE，发现ITE可显著减轻IR引起的视网膜神经节细胞(RGC)损失以及降低视网膜的炎症因子的表达水平（图2）。接着，为研究ITE的保护作用是否依赖于AhR的激活。发现，ITE可显著上调视网膜AhR下游靶基因的转录，添加AhR拮抗剂CH223191后，ITE的视网膜保护作用显著减弱（图3）。以上结果表明，色氨酸代谢物ITE可通过激活视网膜AhR发挥抗炎和神经保护作用。

小胶质细胞在青光眼炎症过程中起着重要作用，并且AhR在限制CNS炎症中至关重要，为进一步研究ITE作用的具体细胞和机制，对人及小鼠视网膜AhR和小胶质细胞标记物IBA1的共定位情况进行检测。结果显示，人及小鼠视网膜中AhR和IBA1均有较好的共定位，提示视网膜小胶质细胞存在AhR表达。进一步，利用BV2小胶质细胞探索AhR活化防止IR的机制。Western和免疫荧光结果显示，ITE处理后，BV2小胶质细胞细胞核/细胞质AhR显著增加，LPS诱导的BV2小胶质细胞中TNF-α，IL-1β和iNOS的蛋白水平显著下降。然而，添加AhR拮抗剂CH223191后，ITE的抗炎作用明显减弱（图4）。以上结果表明，ITE对BV2小胶质细胞炎症的抑制作用依赖于AhR。

为探讨小胶质细胞AhR激活对视网膜损伤的调节作用，收集由LPS处理和ITE+LPS处理的BV2条件培养基，经浓缩后通过玻璃体腔注射的方式研究小胶质细胞炎症对小鼠视网膜的影响。结果发现，若无IR损伤，BV2条件培养基对视网膜无显著影响；但在IR组中，LPS诱导的BV2条件培养基显著加重了视网膜损伤，而ITE+LPS诱导的BV2条件培养基则显著减弱了小胶质细胞的这种神经毒性作用（图5）。以上结果表明，色氨酸代谢物ITE可通过激活小胶质细胞AhR来显著减弱小胶质细胞对IR视网膜的毒性作用。

为验证上述小胶质细胞AhR的作用，并进一步阐明小胶质细胞分泌的可能炎症因子，采用炎症细胞因子抗体阵列试剂盒检测BV2-CCM中的细胞因子。结果显示，ITE预处理显著下调多种炎症因子的分泌，但显著上调炎症因子IL-10的分泌；GO分析提示可能与调控ERK通路有关（图6）。进一步，体外实验验证ITE抑制ERK磷酸化。同时发现，ITE也显著抑制经典转录因子NFκB的激活（图7）。以上结果表明，ITE可能通过激活AhR抑制NFκB和ERK信号传导，从而改变小胶质细胞的炎症反应。