生物钟乱了:第一个崩溃的是视网膜病变?时间疗法成救星!


生物钟乱了视网膜会崩溃,我们怎么用时间疗法救场?这篇论文讲视网膜病变跟生物钟紊乱有关,核心是一个叫Rev-erbα的蛋白和感光细胞ipRGCs相互掐架又合作,调节眼内多巴胺和褪黑素。时间疗法就是利用这个节奏来治病,比如在特定时间给药或照光。

Elsevier旗下期刊,2026年发表,属于眼科与昼夜节律交叉领域的前沿综述。郑州大学人民医院眼科团队,第一作者和通讯作者均来自河南省眼科研究所。

生物钟这个指挥官一旦疯了,视网膜第一个遭殃

我们身体里有个看不见的指挥官,叫生物钟。这个指挥官住在脑袋里的视交叉上核,靠眼睛接收光线来校准时间。白天它喊大家干活,晚上催大家睡觉。视网膜是这个指挥官的眼睛,负责把光信号翻译成生物钟能听懂的语言。科学家发现,如果视网膜自己的生物钟乱了,多巴胺和褪黑素就会打架,氧化应激和炎症就跑出来捣乱,最后视网膜细胞开始死掉,人就看不清楚了。

视网膜里有一群特别牛的细胞,叫内在光敏视网膜神经节细胞。这些细胞不负责看清东西长什么样,它们专门感知光线强弱,然后把信号传给生物钟指挥官。它们身上有一种叫黑视蛋白的感光蛋白,对蓝光特别敏感。蓝光照到这些细胞上,黑视蛋白就兴奋,然后告诉生物钟:现在是白天,该醒了。如果这些细胞坏了,生物钟就收不到信号,人就会白天困晚上睡不着,情绪也跟着崩。

另一个关键角色是Rev-erbα蛋白,它是一个转录抑制因子,专门管着生物钟里另一个重要基因Bmal1的表达。Rev-erbα白天升高,Bmal1就被压下去;晚上Rev-erbα降低,Bmal1就冒出来。这个拉锯战形成了24小时的节律。科学家把小鼠的Rev-erbα基因敲掉后,发现小鼠对光超级敏感,瞳孔缩得特别快,视网膜里的黑视蛋白表达量暴增了百分之六十二。这说明Rev-erbα和黑视蛋白是一对冤家,一个升高另一个就降低,互相制衡维持视网膜的昼夜节律。

多巴胺和褪黑素在眼睛里打架,Rev-erbα当裁判

视网膜里有多巴胺和褪黑素两种激素,它们俩的分泌节奏正好相反。白天光线强的时候,多巴胺分泌多,让人清醒和兴奋;晚上光线弱的时候,褪黑素分泌多,让人睡觉。这个节奏如果乱了,人就白天犯困晚上睡不着,还会引发情绪问题。多巴胺主要由视网膜里的多巴胺能无长突细胞分泌,这些细胞自己也带着生物钟基因,百分之三十的多巴胺能无长突细胞同时表达Clock、Bmal1、Rev-erbα等六个核心时钟基因。

黑视蛋白可以直接调控多巴胺的分泌。科学家用蓝光刺激兔子的视神经乳头,发现眼内多巴胺水平显著升高。反过来,在黑视蛋白基因敲除的小鼠身上,多巴胺合成所需的酪氨酸羟化酶的mRNA表达被抑制了,但光照后酪氨酸羟化酶活性和多巴胺含量却没有变化。这说明黑视蛋白介导的光信号可以促进多巴胺分泌,但黑视蛋白缺失后光诱导的酪氨酸羟化酶激活通路就断了。

Rev-erbα通过跟一个叫NURR1的核受体竞争,来抑制酪氨酸羟化酶的基因转录。在帕金森病小鼠模型里,用Rev-erbα的抑制剂SR8278可以增加眼内多巴胺含量,延缓疾病进展。但另一项研究又说低Rev-erbα表达的星形胶质细胞会促进多巴胺能神经元凋亡,而Rev-erbα激动剂反而能保护这些神经元。这就很逗了,同一个Rev-erbα,在有些情况下抑制多巴胺,在另一些情况下又保护多巴胺神经元,完全看它在哪个细胞里、跟谁混。

褪黑素跟多巴胺的关系更直接。褪黑素通过它的受体抑制多巴胺分泌,多巴胺通过D2受体抑制褪黑素合成。这两个激素互相掐架,形成负反馈环。在青光眼患者身上,ipRGCs被破坏,褪黑素表达下降,多巴胺反而升高。在增殖性糖尿病视网膜病变患者眼里,房水里的褪黑素水平显著升高,血清里的褪黑素反而下降,说明眼内褪黑素的变化不是由松果体驱动的,而是眼睛自己瞎调。

时间疗法就是掐着生物钟的点给药或者照光

时间疗法不是什么新鲜概念,就是根据人体生物钟的节律,在特定的时间窗口给药或者照光,让药效最大、副作用最小。比如化疗药在肿瘤细胞分裂最活跃的时候给,杀伤力最强;糖皮质激素在早上吃,模拟人体自身的皮质醇分泌节律,不会扰乱下丘脑-垂体-肾上腺轴。但问题来了,对于那些生物钟本身已经乱了的病,单纯调整给药时间只能暂时缓解症状,得直接干预生物钟分子才行。

科学家找到了一类小分子化合物,可以精准调控时钟基因。SR9009和SR9011是Rev-erbα的激动剂,能让Rev-erbα活性增强,抑制Bmal1表达。SR8278是Rev-erbα的拮抗剂,反过来提升Bmal1。在阿尔茨海默病小鼠模型里,用SR9009可以降低淀粉样蛋白β的水平,增加突触蛋白,改善认知功能。用SR8278则促进小胶质细胞吞噬淀粉样蛋白β,减少斑块沉积。同一个靶点,激动和拮抗都能治同一个病,这药理学逻辑就很魔幻。

在视网膜疾病里,时间疗法主要靠光。蓝光可以抑制褪黑素分泌,让人清醒。白内障患者因为晶状体变黄,蓝光透不过去,生物钟收不到信号,睡眠质量就崩了。给这些病人做白内障手术,换上透明的人工晶体,蓝光又能进去了,睡眠就改善了。对于更严重的视网膜神经节细胞损伤,光疗就没用了,因为感光细胞都没了,光信号根本传不进去。这时候就得用小分子药物直接跨过光信号通路,去调时钟基因。

视网膜病变里时钟基因表达乱成麻

糖尿病视网膜病变患者的视网膜里,核心时钟基因的表达节律全乱了。Cry2、Per1、Npase2的节律性表达消失了,Rev-erbα在高峰期的振荡幅度也减弱了。同时,这些患者的ipRGCs功能也受损,瞳孔对蓝光的收缩反应幅度下降,黑视蛋白表达减少,眼内多巴胺水平降低。科学家用红光和蓝光分别刺激这些患者的瞳孔,发现蓝光下多巴胺下降得更明显,而低强度红光反而能抑制糖尿病视网膜病变的早期阶段。这就很有意思了,不同颜色的光对同一个病理过程的影响完全相反。

Bmal1缺失会加剧糖尿病视网膜病变的进展。Bmal1通过与E-box结合,调控下游抗氧化元件的表达。Bmal1没了,线粒体代谢功能就崩了,活性氧堆积,视网膜神经节细胞死得更快。科学家推测,抑制Rev-erbα可以增强ipRGCs里黑视蛋白的合成,从而促进多巴胺分泌。但这个链条还没被直接证明,目前还只是个推理。

年龄相关性黄斑变性患者的视网膜里,Rev-erbα表达也显著下降,而且下降程度跟黄斑病变的严重程度相关。在衰老的视网膜色素上皮细胞里,Rev-erbα的节律性表达改变了,导致细胞吞噬光感受器外节的能力下降。用SR9009激活Rev-erbα,可以上调整合素β亚基和蛋白S这两个吞噬相关基因的表达,恢复衰老细胞的吞噬活性。同时,Rev-erbα还通过Nrf2通路直接上调超氧化物歧化酶1,抵抗氧化应激。在小鼠身上敲掉RPE里的Rev-erbα,年老后这些小鼠的RPE就堆满了氧化损伤,细胞大片死亡。

蓝光对黄斑变性的影响更是雪上加霜。蓝光穿透力强,直接损伤ipRGCs,抑制褪黑素分泌,同时诱导活性氧暴增。褪黑素本身是强抗氧化剂,能清除自由基,增强抗氧化酶活性。褪黑素分泌被蓝光抑制后,视网膜的抗氧化能力就崩了。黄斑变性患者本身黑视蛋白表达已经下降,Rev-erbα也下降,蓝光再一照,简直就是三重打击。

生物钟乱了不光瞎眼还让人抑郁

视网膜病变不光让人看不清,还让人情绪崩。季节性情感障碍就是典型例子,这种病在冬天光照少的时候发作,患者嗜睡、暴食、抑郁。科学家用瞳孔对光后持续收缩反应来评估ipRGCs的功能,发现季节性情感障碍患者从夏天到冬天,这个反应幅度显著下降。光疗可以补偿黑视蛋白缺失导致的光敏感度下降,对季节性情感障碍有效。这就有意思了,照照光就能治抑郁症,而且机制跟多巴胺和褪黑素都有关。

青光眼患者的ipRGCs大量死亡,这些患者出现情绪和睡眠障碍的风险显著升高。帕金森病患者的视网膜里,黑视蛋白阳性细胞密度显著下降,瞳孔对光反应幅度降低,这些患者同时伴有睡眠障碍和昼夜节律紊乱。用SR8278抑制Rev-erbα,可以促进多巴胺分泌,改善小鼠的情绪。在帕金森病模型小鼠的腹侧被盖区注射SR8278,可以显著改善多巴胺分泌减少的问题。

Rev-erbα还通过调控小胶质细胞来影响神经炎症。在脂多糖诱导的视网膜炎症模型里,用SR9009激活Rev-erbα,可以抑制NF-κB信号通路,减少促炎因子IL-6和TNFα的表达,同时增加抗炎M2表型的小胶质细胞比例。在帕金森病模型里,SR9009也能抑制黑质纹状体系统的小胶质细胞活化。这说明Rev-erbα在神经炎症里扮演着刹车角色,踩住它就能减轻炎症损伤。

褪黑素本身也是抗炎高手。
褪黑素通过激活RORα核受体和SIRT1去乙酰化,抑制NF-κB活化。老年人褪黑素分泌减少,抗氧化能力下降,炎症损伤就更容易发生。ipRGCs损伤会中断褪黑素分泌信号的传递,进一步加剧炎症。这个恶性循环在老年性黄斑变性和帕金森病里都看得到。


总结

视网膜生物钟紊乱跟多种视网膜病变密切相关,Rev-erbα和黑视蛋白通过调控多巴胺-褪黑素环路维持视网膜稳态。时间疗法通过精准干预时钟基因或光信号,有望治疗这些疾病,但面临物种差异、个体差异和亚型异质性等巨大挑战。