Bioactive Materials
自组装核酸水凝胶靶向视网膜缺血再灌注损伤中的铜死亡与神经炎症
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该研究首次揭示了FDX1依赖性铜死亡和MyD88介导的微胶质神经炎症在视网膜缺血再灌注损伤中的协同作用，并开发了一种可编程自组装核酸水凝胶SAH-CIM，实现双靶点siRNA的持续共递送，显著保护视网膜神经节细胞，恢复视觉功能。
文献概述
本文《Prophylactic self-assembled nucleic acid hydrogel targeting retinal ganglion cell cuproptosis and microglial neuroinflammation for retinal ischemia-reperfusion injury》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了视网膜缺血再灌注（RIR）损伤中新型细胞死亡方式“铜死亡”与神经炎症的交互机制，并提出一种基于DNA自组装的核酸水凝胶SAH-CIM用于共递送siFdx1和siMyd88，实现对视网膜神经节细胞的双重保护。研究通过临床样本、动物模型和体外实验系统验证了该策略在结构和功能上的显著疗效，展示了其在青光眼、糖尿病视网膜病变等神经退行性眼病中的巨大预防和治疗潜力。背景知识
视网膜缺血再灌注（RIR）损伤是青光眼、糖尿病视网膜病变等致盲性眼病的共同病理通路，其核心特征为视网膜神经节细胞（RGCs）不可逆丢失。尽管降低眼压是当前青光眼主要治疗手段，但仍有大量患者进展至失明，表明亟需直接保护RGC的神经保护疗法。近年来，铜稳态失衡与一种新型铜依赖性程序性细胞死亡——铜死亡（cuproptosis）被发现参与多种器官缺血再灌注损伤。铜通过FDX1介导脂酰化蛋白聚集引发蛋白毒性应激，导致细胞死亡。临床研究发现青光眼患者房水中铜浓度显著升高，提示铜死亡可能在RGC丢失中发挥关键作用。同时，RIR激活视网膜小胶质细胞，引发MyD88依赖的NF-κB炎症通路，释放大量促炎因子，加剧神经损伤。然而，靶向单一通路的治疗策略效果有限，因神经退行性过程涉及多通路交互。因此，同时干预铜死亡与神经炎症成为突破点。但siRNA疗法面临递送难题：缺乏稳定载体、难以共递送、脱靶效应及生物安全性差。传统脂质或病毒载体存在免疫原性、制造复杂等问题。DNA纳米材料因其可编程性、高生物相容性和可控释放特性，成为理想的siRNA递送平台。本研究正是基于此背景，设计了一种响应内源性RNase H的自组装核酸水凝胶，用于双靶向沉默Fdx1和Myd88，实现对RIR损伤的协同防治。
研究方法与实验
研究首先分析了青光眼患者房水样本及小鼠RIR模型中铜离子水平，并通过转录组、Western blot、免疫荧光等技术检测铜死亡标志物（FDX1、LIAS、Hsp70、DLAT寡聚体）和炎症通路蛋白（MyD88、TRAF6、NF-κB）的表达变化。随后，设计并构建了基于Y型DNA结构与siRNA连接子自组装形成的核酸水凝胶SAH-CIM，载有靶向Fdx1和Myd88的siRNA。通过SEM、DLS、流变学和PAGE验证其结构与响应性。体外评估SAH-CIM在RGC和BV2细胞中的内化效率、RNase H响应释放及基因沉默效果。在小鼠RIR模型中，通过玻璃体内注射SAH-CIM，评估其生物分布、靶向性、基因敲降效率及生物安全性。利用H&E染色、OCT、免疫荧光、ERG和视觉悬崖实验系统评价其对RGC存活、视网膜结构、电生理功能及行为学功能的保护作用。关键结论与观点
研究意义与展望
该研究首次将铜死亡机制引入视网膜神经退行性疾病的研究，拓展了对RIR损伤分子机制的认知，并揭示了铜死亡与神经炎症的协同作用，为多靶点干预提供了理论依据。开发的SAH-CIM水凝胶平台具有完全由核酸构成、生物相容性高、可编程释放、共递送能力强等优势，克服了传统siRNA载体的诸多局限，为核酸药物在眼病治疗中的应用提供了新策略。其预防性给药方案在青光眼等慢性进展性疾病中具有重要转化潜力，可在高危阶段进行早期干预，延缓或阻止RGC丢失。
未来研究可进一步探索SAH-CIM在其他铜代谢异常相关眼病中的应用，优化其长效缓释性能以减少给药频率，评估多次给药的安全性，并推动其在非人灵长类动物中的有效性验证，加速临床转化。此外，该平台还可拓展用于递送其他治疗性核酸（如miRNA、mRNA），实现更复杂的基因调控。
结语
本研究系统阐明了FDX1依赖性铜死亡与MyD88介导的神经炎症在视网膜缺血再灌注损伤中的双重驱动作用，并创新性地开发了一种自组装核酸水凝胶SAH-CIM，用于siFdx1和siMyd88的共递送。该水凝胶具有良好的生物相容性和RNase H响应性，能有效沉默靶基因，抑制铜死亡和神经炎症。在小鼠RIR模型中，SAH-CIM显著保护视网膜神经节细胞，维持视网膜结构完整性，并恢复视觉功能，其双靶向设计展现出优于单靶向策略的协同疗效。该工作不仅揭示了RIR损伤的新机制，也为开发针对青光眼、糖尿病视网膜病变等疾病的高效神经保护疗法提供了安全、可编程的核酸药物递送平台，具有广阔的临床转化前景。
