背景：青光眼是神經(jīng)退行性疾病，病理特征是視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞（RGC）死亡。在青光眼患者和實(shí)驗模型中，視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞經(jīng)歷凋亡。很多研究表明，慢性眼內壓（IOP）升高，青光眼的臨床特點(diǎn)，細胞凋亡之前，導致胞體大小減少、樹(shù)突收縮，和RGC樹(shù)突分支損耗。青光眼樹(shù)突狀結構決定了視覺(jué)處理視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞的功能，樹(shù)突枝狀形態(tài)的變化發(fā)生在細胞死亡之前，研究樹(shù)突狀細胞的變化是了解青光眼的病理生理學(xué)的重點(diǎn)。RGC樹(shù)突突觸位于內網(wǎng)層（IPL）雙極細胞的軸突末梢。RGC樹(shù)突狀結構早期的變化可能對突觸傳遞效能有重要的影響。在青光眼RGC功能缺失之前，可能存在功能缺失。然而，很少有研究RGCs和青光眼的雙極細胞之間的突觸變化。

　　由于成人中樞神經(jīng)系統的軸突在損傷后無(wú)法再生，出生后視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞軸突的生長(cháng)會(huì )大大減慢。然而，不像軸突，RGC樹(shù)突是一反應元件。已被證明損傷后樹(shù)突能增加他們的樹(shù)突狀感受野和發(fā)展新的樹(shù)突分支。最近的報告顯示，成人中樞神經(jīng)系統神經(jīng)元的樹(shù)突和突觸有可塑性，包括視網(wǎng)膜。例如，在與年齡相關(guān)性黃斑變性患者獲得的視網(wǎng)膜組織中，在外層視網(wǎng)膜感光細胞和雙極細胞之間有新形成的突觸的證據。青光眼慢性眼壓升高，視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞發(fā)生凋亡和樹(shù)突退化，RGCs和雙極細胞之間增加突觸的數量會(huì )延遲功能性損傷。為了進(jìn)一步探討這一概念的相關(guān)性治療，我們必須首先了解青光眼視網(wǎng)膜突觸的變化。我們用燒灼鞏膜靜脈誘導高眼壓青光眼大鼠模型，類(lèi)似于人類(lèi)的青光眼。眼壓升高后對不同時(shí)間點(diǎn)的視網(wǎng)膜內層的突觸變化進(jìn)行檢查。

　　結果：眼壓升高后內網(wǎng)層突觸前囊泡增加：燒灼鞏膜靜脈誘導的持續高眼壓8整周的實(shí)驗分析。具體來(lái)說(shuō)，手術(shù)后1周后眼壓逐漸升高從17.2±2.26毫米汞柱的基礎升至30.4±2.10毫米汞柱。8周燒灼眼平均眼壓為31.2±2.26毫米汞柱。在整個(gè)實(shí)驗中，接受假手術(shù)的對照眼保持正常眼壓。在每個(gè)時(shí)間段，通過(guò)將熒光金注入上丘進(jìn)行逆行標記進(jìn)行視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞計數。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)在正常對照組約有112000個(gè)視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞。在4周和8周隨著(zhù)眼壓升高，燒灼眼睛視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞逐漸喪失。對正常眼的視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞的平均數，逆行標記RGCs數平均分別下降84.6%和67.1%。在慢性高血壓性青光眼模型確認眼壓升高和視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞損失后，通過(guò)突觸素免疫標記，進(jìn)行突觸囊泡蛋白的評估。眼壓升高后，同對照組相比，IPL OPL 和內層ONL突觸素免疫活性增高。鈷標記的PKCα，雙極細胞的標記，顯示IPL最內層的雙極細胞之間突觸素表達上調。眼壓升高后的4周和8周，每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的IPL突觸免疫活性增加。所有時(shí)間點(diǎn)最內層的IPL共定位突觸素和PKCα也顯著(zhù)增加。鈷標記的小白蛋白，無(wú)長(cháng)突細胞標記表明無(wú)長(cháng)突細胞較小程度發(fā)生上調。這些數據表明：眼壓升高增加視網(wǎng)膜的突觸前囊泡，至少8周。這些增長(cháng)主要發(fā)生在內深層IPL（含有雙極細胞突觸與RGCs）的雙極細胞。

　　突觸前囊泡與RGC樹(shù)突共染色增加：確定來(lái)源于雙極細胞和視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞之間的突觸突觸前囊泡是否增加，通過(guò)免疫組化染色標記RGCs法分析平貼視網(wǎng)膜。突觸素和鈣結合蛋白之間存在顯著(zhù)的聯(lián)合染色，無(wú)長(cháng)突細胞和神經(jīng)節細胞的胞體染色。同對照組相比，在眼壓升高1周、4周和8周時(shí)突觸素免疫反應性增加。然而，眼壓升高后僅在小范圍發(fā)現鈣結合蛋白和突觸素信號，與對照組相比并沒(méi)有顯著(zhù)改變。SMI-32，神經(jīng)絲蛋白標記，使胞體和樹(shù)突細胞染色。同對照組相比，眼壓升高后1周和4周，SMI-32和突觸素的共染色顯著(zhù)增加。在8周，RGC形態(tài)改變，胞體呈圓形，細胞有很少的樹(shù)突。突觸前囊泡的增加是雙極細胞和RGCs之間突觸變化的結果，在眼壓升高后1周和4周時(shí)顯著(zhù)升高。

　　眼壓升高后在特定時(shí)間段突觸前和突觸后囊泡蛋白增加：眼壓升高后，為確定視網(wǎng)膜中突觸囊泡蛋白的變化，分別采用Western blot方法檢測突觸前和突觸后囊泡蛋白，突觸素和PSD-95。突觸素，突觸前囊泡蛋白顯示在眼壓升高后直到4周后增加，到8周時(shí)略有下降，但是同對照組相比，仍有明顯增加。PSD-95，突觸后囊泡蛋白在眼壓升高后直到4周后增加，到8周時(shí)略有下降，但是同對照組相比，仍有明顯增加。通過(guò)Western blot對突觸囊泡蛋白定量分析顯示眼壓升高增加視網(wǎng)膜突觸囊泡蛋白。眼壓升高后當RGC損失明顯時(shí)，突觸蛋白增加延續至8周時(shí)。

　　眼壓升高后減少了RGCs和雙極細胞之間帶狀突觸：IPL中帶狀突觸的數目通過(guò)透射電子顯微鏡（EM）觀(guān)察視網(wǎng)膜切片進(jìn)行量化。眼壓升高之前，在IPL中偶爾會(huì )發(fā)現帶狀突觸。而眼壓升高后，帶狀突觸的數目減少至約3.2/50 μm2

　　討論：本研究我們發(fā)現在慢性青光眼大鼠模型中眼壓升高后，視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞和雙極細胞的突觸囊泡蛋白增加。雙極細胞和神經(jīng)節樹(shù)突突觸素的表達增加。EM觀(guān)察到IPL中帶狀突觸數目減少。RGCs和雙極細胞之間新形成的突觸，他們的形態(tài)表明不成熟。慢性高眼壓視網(wǎng)膜誘導的神經(jīng)節細胞喪失在導致RGCs和雙極細胞之間試圖形成新的突觸聯(lián)系。青光眼雙極細胞和RGCs間的突觸是重要的，因為細胞死亡主要發(fā)生在視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞。IPL中的雙極細胞的突觸前蛋白，使用突觸素進(jìn)行分析，在8周的實(shí)驗中，逐步增加。而視網(wǎng)膜神經(jīng)節細胞的突觸后囊泡蛋白，使用PSD-95分析，在前4周先增加，后直到8周逐步下降。這可能是由于眼壓升高后至8周時(shí)顯著(zhù)的RGC損失。