凯瑟琳·博林格(左)和西尔维娅·史密斯
乔治亚州奥古斯塔。(2022年3月1日)——科学家报告称，一种普遍存在的被称为sigma 1受体的蛋白质，已知可以保护细胞免受压力，似乎是受青光眼影响最严重的神经元的功能和生存的关键。
Sigma 1受体在身体各处的细胞上都有表达，包括眼睛后部的视网膜神经节细胞，它帮助我们把眼睛和大脑连接起来，这样我们就能看到，还有被称为星形胶质细胞的脑细胞，通常会滋养和支持这些神经元。
Kathryn Bollinger博士说，科学家们已经发现，即使是在细胞培养皿中，这两种脑细胞类型放在一起，视网膜神经节细胞也可以存活得相当好，除非星形胶质细胞中缺少sigma 1受体。佐治亚医学院眼科系专攻青光眼的眼科医生和视网膜细胞生物学家。
博林格是《眼科学和视觉科学研究》封面文章的通讯作者，该文章提供了一些初步证据，证明越来越多的合成化合物，如止痛药(+)pentazocine，它可以激活sigma 1受体，可能有一天有助于减轻青光眼的损害，失明的主要原因。
“不幸的是，在青光眼患者中，由于视网膜和视神经的结构，视网膜神经节细胞的轴突或延伸很容易受到损伤，”布林杰说。“由于这些细胞对大脑传递视觉信号非常重要，患者可能会因为青光眼损伤而丧失部分或全部视力。”她说，供给视神经后部的血管系统也会受损，炎症会使损害恶化。
视网膜细胞生物学家、MCG细胞生物学和解剖学系主任西尔维娅·史密斯博士指出，科学家们在培养中看到的好处是，即使两种细胞类型没有物理上的联系，只是在同一个培养皿中。正常情况下，星形星形胶质细胞对它们所支持的神经元有很强的控制力。
“这是被释放的因素,但没有看到一个不同σ受体让你真的觉得什么是管理这个神奇的蛋白质,现在失去了,”史密斯说,探索的先驱σ1受体的神经保护利益的眼睛。
科学家们说，虽然还需要更多的工作，这些和以前的发现表明西格玛1受体能够使星形胶质细胞分泌支持神经元的因子，如脑源性神经营养因子。
事实上，他们发现，即使在星形胶质细胞本身不存在的情况下，在星形胶质细胞的sigma 1受体完好无损的相同介质中，视网膜神经节细胞得到了更好的保护。
很明显，当星形胶质细胞的这种内部受体缺失时，神经保护就不是最佳的，布林杰说。
视网膜神经节细胞生长的神经突越来越少，越来越短，神经元用来延伸到其他神经元，这是它们整体健康和功能的指标，并且经历了更多的死亡或凋亡，这是身体清除不再正常工作的细胞的一种方式。
科学家们正在进一步探索西格玛1受体在每一种脑细胞类型中的神经保护作用，它们如何协同工作，以及当视网膜神经节细胞缺失西格玛1受体时会发生什么。
他们还致力于将他们的研究从细胞培养转移到青光眼的动物模型。
他们之前的研究表明，在压力下，在视神经头部的星形胶质细胞上使用sigma 1受体激活剂，如(+)- pentazocine，可以减少潜在破坏性活性氧的生成，保护星形胶质细胞免于死亡。他们也有证据表明，激活sigma 1受体会增加视神经头突触的活性，包括增加STAT3，这是一种对许多细胞功能至关重要的蛋白质，已知可以调节星形胶质细胞的反应性。他们指出，在一些疾病状态下，比如阿尔茨海默氏症和多发性硬化症，抑制星形胶质细胞中STAT3的激活可以提供神经保护。科学家们说，激活或抑制sigma1受体如何改变STAT3水平，以及它们如何影响视网膜神经节细胞的生存，还需要更多的研究。
眼睛后部的视神经头是视网膜神经节细胞的轴突或臂状细胞聚集的地方，然后离开眼睛到达大脑。科学家们把注意力集中在视觉神经头上难以研究的星形胶质细胞上，它们在新陈代谢、营养和结构上支持视网膜神经节细胞。
由于sigma1受体存在于两种类型的脑细胞中，他们想知道它们在神经保护方面最重要的地方。他们怀疑星形胶质细胞中sigma - 1受体的存在对这些关键神经元的存活至关重要，事实证明这是正确的。
赵静，MCG眼科的研究助理和生物医学工程师，论文的第一作者，是从视神经头分离星形胶质细胞的专家，这种技能使特定的细胞分析成为可能。
Smith的实验室领导的研究表明，像止痛药(+)- pentazocine这样的药物，可以激活sigma1受体，可以帮助保护视网膜神经节细胞，在糖尿病视网膜病变的模型中，视网膜是一个目标。Smith和她的同事于2008年在同一期刊上发表了关于sigma 1受体配体在糖尿病视网膜病变中保护视网膜的显著作用的第一个证据，并提出它可能对青光眼也有帮助。视网膜神经节细胞在两种情况下都受到损害。
这项工作启发了布林杰对青光眼的研究。博林格是一名治疗青光眼患者的医学博士/博士，他对明显适用于人类的研究特别感兴趣。她说，如果有益的发现继续存在，越来越多的化合物可以激活sigma 1受体，使这种转化更容易。“从实用的角度来看，这个目标在临床上似乎是有用的，”布林杰说。
从阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病到癌症，再到COVID-19导致的严重急性呼吸综合征，激活西格玛1受体的化合物正处于不同的开发阶段。缺少西格玛1受体的实验动物会加速大脑、脊髓和视神经的退化。
只有它是如何工作的保护神经元并不是完全理解,σ1受体结合和调节许多其他蛋白质的活动——这是被证明与50多个,一般认为有助于促进健康的神经元和其他细胞内稳态。
虽然青光眼最严重的影响通常是在眼睛后部，但问题通常从眼睛前部开始，眼部液体流动受到损害。就像高血压一样，在密闭空间中过多的液体会增加眼球内的压力。从40岁左右开始，每年进行一次眼科检查，有助于在视力受损之前发现压力增加带来的问题。
文章标题Sigma 1 Receptor Contributes to Astrocyte-Mediated Retinal Ganglion Cell protection