オール-トランス-レチナルドアルデヒドは虚血再灌流における網膜血管透過性に寄与する

All-trans-Retinaldehyde Contributes to Retinal Vascular Permeability in Ischemia Reperfusion.

• Alyssa Dreffs
• Cheng-Mao Lin
• Xuwen Liu
• Sumathi Shanmugam
• Steven F Abcouwer
• Timothy S Kern
• David A Antonetti

抄録

目的:

反応性の高い視覚サイクル中間体である全トランス-レチナアルデヒド（atRAL）の細胞外蓄積は、網膜外側の細胞に毒性があり、網膜および黄斑変性に寄与している。しかし、網膜毛細血管機能へのatRALの寄与については、これまで研究されていなかった。我々は、網膜外から放出されたatRALが網膜血管透過性に寄与するのではないかと仮説を立てた。そこで我々は、網膜虚血再灌流（IR）誘発血管透過性へのatRALの寄与を検証した。

Purpose: Extracellular accumulation of all-trans-retinaldehyde (atRAL), a highly reactive visual cycle intermediate, is toxic to cells of the outer retina and contributes to retinal and macular degenerations. However, the contribution of atRAL to retinal capillary function has not been studied. We hypothesized that atRAL released from the outer retina can contribute to retinal vascular permeability. We, therefore, tested the contribution of atRAL to retinal ischemia-reperfusion (IR)-induced vascular permeability.

研究方法:

IRは、マウスにおいて、眼圧の一過性の上昇に続いて自然再灌流によって誘導された。視覚周期は、Lrat-/-マウスにおいて、暗順応またはRPE65阻害剤およびatRALスカベンジャーエミクスタットの使用によって減少させて、アブレーションされた。FITC-BSAの蓄積は、血管透過性を評価するために使用され、DNA断片化は、IR後の細胞死を定量化した。ウシ網膜内皮細胞（BREC）一次培養を、内皮透過性および細胞死に対するatRALの直接的な効果を測定するために使用した。

Methods: IR was induced in mice by transient increase in intraocular pressure followed by natural reperfusion. The visual cycle was ablated in the Lrat-/- mice, reduced by dark adaptation or the use of the RPE65 inhibitor and atRAL scavenger emixustat. Accumulation of FITC-BSA was used to assess vascular permeability and DNA fragmentation quantified cell death after IR. Primary bovine retinal endothelial cell (BREC) culture was used to measure the direct effects of atRAL on endothelial permeability and cell death.

結果:

Lrat-/-による視覚サイクルの阻害、暗順応、またはエミクスタットによる視覚サイクルの阻害は、いずれも48時間後のIR誘発血管透過性の約半分を減少させた。atRALによるBREC透過性の増加は、細胞死の指標である乳酸脱水素酵素（LDH）の放出と一致した。透過性と毒性の両方がエミクススタットによって阻害された。

Results: Inhibition of the visual cycle by Lrat-/-, dark adaptation, or with emixustat, all reduced approximately half of IR induced vascular permeability at 48 hours. An increase in BREC permeability with atRAL coincided with lactate dehydrogenase (LDH) release, a measure of cell death. Both permeability and toxicity were blocked by emixustat.

結論:

網膜外病理は、血管内皮細胞に直接作用してバリア特性を変化させ、細胞死を誘導することができるatRALの放出により、血管透過性に寄与している可能性がある。これらの研究は、網膜外損傷と網膜血管透過性を含む様々な失明眼疾患に意味を持つ可能性がある。

Conclusions: Outer retinal pathology may contribute to vascular permeability by release of atRAL, which can act directly on vascular endothelial cells to alter barrier properties and induce cell death. These studies may have implications for a variety of blinding eye diseases that include outer retinal damage and retinal vascular permeability.