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综述文章

外泌体介导的巨噬细胞极化中的lncRNA与miRNA:对年龄相关性黄斑变性的意义

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DOI:

10.3791/71424

2026年7月31日

本文内容

摘要

本综述探讨了外泌体相关微小RNA和长链非编码RNA在年龄相关性黄斑变性中如何调控巨噬细胞极化及炎症-血管生成信号通路,并强调了其在诊断和治疗方面的潜在应用价值

摘要

年龄相关性黄斑变性(AMD)是一种进行性、多因素的视网膜疾病,是老年人群不可逆视力丧失的主要原因之一。越来越多的证据表明,外泌体——一种介导细胞间通讯的小型细胞外囊泡——在调控视网膜免疫和血管生成信号通路中发挥关键作用。这些囊泡可运输多种分子货物,包括微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)。近期研究强调了外泌体介导的非编码RNA信号在巨噬细胞极化中的重要性,而巨噬细胞极化是参与AMD进展的关键免疫学过程。由视网膜色素上皮(RPE)细胞、内皮细胞和免疫细胞释放的外泌体miRNA和lncRNA,能够调控巨噬细胞表型,并改变视网膜内的炎症和血管生成通路。失调的非编码RNA,如miR-21、miR-23a、miR-150以及lncRNA NEAT1,已被证实可促进巨噬细胞驱动的炎症反应、脂质代谢紊乱和病理性新生血管形成。通过这些机制,外泌体非编码RNA参与了从早期视网膜应激和玻璃膜疣形成向晚期AMD(表现为地图样萎缩或脉络膜新生血管)的转变过程。除了在疾病进展中的机制性作用外,外泌体非编码RNA在AMD的早期诊断和病情监测中也展现出作为微创生物标志物的潜力。其在血浆、房水和玻璃体液等生物液体中的稳定性,提示其在液体活检策略中的应用前景。此外,携带治疗性非编码RNA的工程化外泌体为调控巨噬细胞极化、恢复视网膜免疫稳态提供了一种有前景的策略。本文综述了当前关于AMD中外泌体–非编码RNA–巨噬细胞轴的研究进展,重点阐述其在视网膜免疫调控、疾病进展及治疗开发中的作用。深入理解这一新兴的信号网络,可能为开发精准诊断工具和靶向治疗手段以预防或延缓AMD中的视网膜退行性变提供新的机遇。

引言

年龄相关性黄斑变性(AMD)是不可逆视力丧失的最常见原因之一,尤其在老年人群中更为普遍。它是一种主要累及黄斑的视网膜疾病,黄斑是视网膜的中央区域,负责颜色感知、精细的中心视力以及精细的视觉任务1。AMD 的特征是黄斑进行性退化,而黄斑对高分辨率视力至关重要。在疾病晚期,该病主要表现为两种形式:地理样萎缩(干性 AMD)和新生血管性(湿性)AMD,后者涉及脉络膜新生血管形成(CNV)2

多种病理生物学机制参与了年龄相关性黄斑变性(AMD)的发生发展,包括氧化应激、慢性炎症、异常血管生成以及脂质代谢和补体系统的失调。近年来,免疫细胞(尤其是巨噬细胞和小胶质细胞)及其与视网膜色素上皮(RPE)细胞之间的相互作用在AMD发病机制中的作用受到越来越多的关注3。巨噬细胞具有功能可塑性,能够根据微环境信号极化为不同的表型,通常分为M1型(经典活化)和M2型(替代性活化)巨噬细胞。M1型巨噬细胞通常由干扰素-γ(IFN-γ)、脂多糖(LPS)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等刺激物诱导,可产生促炎性细胞因子(如白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-12(IL-12)和TNF-α)以及活性氧(ROS),从而促进病原体清除,但也可能导致组织损伤4

相比之下,M2 巨噬细胞由白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-13(IL-13)、白细胞介素-10(IL-10)以及转化生长因子-β(TGF-β)等细胞因子诱导产生。这些细胞可分泌抗炎介质,在组织修复、血管生成、细胞外基质重塑及免疫调节中发挥重要作用。尽管 M1/M2 的分类术语有助于梳理巨噬细胞生物学特性,但它仅代表一种简化的模型,不应被理解为年龄相关性黄斑变性(AMD)中的严格二元分类。视网膜巨噬细胞、常驻小胶质细胞以及浸润的单核细胞来源巨噬细胞可能处于混合、过渡或疾病阶段特异性的免疫状态。其表型受到视网膜定位、衰老、氧化应激、线粒体功能障碍、脂质积聚、补体激活、缺氧、玻璃膜疣相关炎症、脉络膜新生血管形成以及抗 VEGF 治疗暴露等多种因素的共同塑造。因此,本文使用 M1 样和 M2 样标签作为描述性功能类别,而非固定的细胞身份。在 AMD 中,促炎、促血管生成、修复性及变性相关的巨噬细胞程序可能相互重叠,同一细胞群体在一种背景下可能促进组织修复,而在另一种背景下则可能驱动慢性炎症或病理性血管生成。

视网膜中巨噬细胞活性失调及其浸润可能参与年龄相关性黄斑变性(AMD)的多种病理特征,包括玻璃膜疣形成、视网膜色素上皮(RPE)变性、新生血管形成以及疾病进展。例如,衰老的巨噬细胞表现出脂质代谢紊乱、促血管生成基因表达增加以及细胞稳态受损,这些变化可能加速AMD的病理进程5。巨噬细胞极化在AMD中尤为重要,因为衰老的视网膜和脉络膜长期暴露于慢性低度炎症(常称为“炎症性衰老”)、氧化应激以及脂质积聚环境中。这些条件可促使巨噬细胞行为向功能失调的表型转变,从而加剧视网膜损伤6。例如,关于微小RNA-150(miR-150)的研究表明,衰老的巨噬细胞中miR-150表达升高,导致脂质代谢紊乱并增强促血管生成基因的表达。该机制将巨噬细胞功能障碍与AMD发病机制联系起来,如表1所总结。从机制上看,现有证据支持一种整合模型:与衰老相关的视网膜应激改变了RPE细胞、内皮细胞、小胶质细胞以及浸润性巨噬细胞之间通过外泌体介导的通讯。氧化应激、脂质积聚、线粒体功能障碍、补体激活和缺氧等因素可改变外泌体中非编码RNA(ncRNA)的 cargo,从而影响炎症和血管生成信号通路。在此框架下,miR-150、miR-21、miR-146a 和 miR-155 等miRNA,以及NEAT1等长链非编码RNA(lncRNA),可能参与巨噬细胞或小胶质细胞的重编程,尽管这些分子在AMD特异性方面的直接验证程度各不相同。外泌体–ncRNA–巨噬细胞轴并非仅通过单一通路发挥作用,而是将多种与AMD相关的病理过程联系起来,包括免疫激活、脂质代谢紊乱、VEGF相关的血管生成、RPE损伤以及视网膜变性。

非编码RNA(ncRNA)包含多种不编码蛋白质但可在转录、转录后、表观遗传及翻译水平调控基因表达的RNA类别。常见的ncRNA类别包括微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、环状RNA(circRNA)、小干扰RNA(siRNA)、PIWI相互作用RNA(piRNA)、核小RNA(snRNA)、核仁小RNA(snoRNA)以及tRNA衍生片段。其中,miRNA和lncRNA在视网膜炎症、巨噬细胞生物学及细胞外囊泡介导的信号传导研究中受到最广泛关注。miRNA是一类短链调控性RNA,可抑制靶标信使RNA的表达;而lncRNA则可通过充当分子支架、转录调控因子或竞争性内源RNA来调节基因表达。本综述聚焦于miRNA和lncRNA,因为现有证据最一致地表明这两类ncRNA与外泌体介导的巨噬细胞极化、视网膜色素上皮(RPE)应激反应、促血管生成信号以及年龄相关性黄斑变性(AMD)相关的免疫失调密切相关。其他ncRNA类别,如circRNA和tRNA衍生片段,虽具有生物学意义,但在外泌体–巨噬细胞–AMD轴中的直接证据相对有限,因此仅在提供有益背景支持时予以讨论。

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综述与观点

外泌体作为视网膜细胞间通讯的介质
细胞外囊泡(EVs),尤其是通常被称为外泌体的小型EVs(30–150 nm、起源于内体的囊泡),已被确认为细胞间通讯的重要介质。这些囊泡携带具有生物活性的 cargo,包括蛋白质、脂质、信使RNA(mRNAs)、微小RNA(miRNAs)、长链非编码RNA(lncRNAs)以及DNA,使其能够影响受体细胞的生理和病理行为。在眼内微环境及年龄相关性黄斑变性(AMD)背景下,多种细胞类型(包括视网膜色素上皮(RPE)细胞、脉络膜内皮细胞、浸润的免疫细胞(如巨噬细胞)以及胶质细胞)在生理和病理条件下均可释放外泌体7,8,9,10。这些外泌体可介导视网膜细胞与免疫成分之间的通讯,从而塑造视网膜局部的免疫微环境。来自应激或病变细胞的外泌体可能携带促炎性或促血管生成的 cargo,进而传播病理信号。例如,外泌体中的 cargo 可参与玻璃膜疣形成、补体激活以及脉络膜新生血管(CNV)等过程11。因此,外泌体为包含RPE、脉络膜和Bruch膜的局部视网膜微环境与巨噬细胞、小胶质细胞等免疫细胞之间提供了机制性联系。通过传递调控性RNA及其他分子信号,外泌体可影响视网膜中巨噬细胞的表型及其免疫应答12

不应将年龄相关性黄斑变性(AMD)视为单一均质的疾病实体,因为地图样萎缩和新生血管性AMD具有明显但部分重叠的致病机制。地图样萎缩主要表现为视网膜色素上皮(RPE)进行性退化、光感受器丢失、线粒体功能障碍、补体系统激活、氧化应激以及慢性低度炎症。相比之下,新生血管性AMD则以脉络膜新生血管形成为主,由VEGF驱动的血管生成、血管渗漏以及脉络膜-视网膜界面的活跃炎症性重塑为主要特征。这些差异可能影响外泌体生物学特性及非编码RNA(ncRNA)谱型。在地图样萎缩中,外泌体所携带的内容物可能更强烈地反映RPE衰老、氧化损伤、线粒体应激以及补体介导的炎症;而在新生血管性AMD中,外泌体中的非编码RNA可能更密切地与内皮细胞活化、巨噬细胞募集、促血管生成信号通路以及细胞外基质重塑相关。巨噬细胞和小胶质细胞的表型在这两种类型之间也可能存在差异,其退行性、炎症性、脂质蓄积、促血管生成及修复相关状态随疾病阶段和病灶类型而变化。因此,外泌体中的miRNA和lncRNA特征应结合AMD亚型进行解读,而非作为所有AMD表型的通用生物标志物。

非编码RNA(lncRNA和miRNA)作为年龄相关性黄斑变性中巨噬细胞极化的新兴调控因子
在多种类型的非编码RNA中,微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)已逐渐被认识到是免疫信号传导和巨噬细胞功能的重要调控分子。这些分子可影响视网膜微环境中的炎症反应、血管生成、氧化应激通路以及细胞间通讯。越来越多的证据表明,非编码RNA表达失调参与了年龄相关性黄斑变性(AMD)中巨噬细胞的重编程及免疫失衡,使得外泌体相关的miRNA和lncRNA成为潜在生物标志物开发和治疗干预的有前景候选者。非编码RNA,特别是微小RNA(miRNA,约22个核苷酸长度)和长链非编码RNA(lncRNA,长度超过200个核苷酸),已被确认为在转录、转录后及表观遗传水平上调控基因表达的关键因子13。这些调控性RNA在免疫细胞的分化与功能中发挥重要作用,包括调控巨噬细胞的活化与极化过程。miRNA可通过靶向编码细胞因子、转录因子、脂质代谢调节因子以及参与免疫信号传导的细胞表面受体的信使RNA,精细调节巨噬细胞的反应14。在包括AMD在内的ocular血管和免疫性疾病中,研究已表明miRNA表达异常与巨噬细胞功能障碍相关。例如,miR-150在老年个体的巨噬细胞以及AMD患者外周血单个核细胞(PBMCs)中被发现表达上调。miR-150可直接靶向硬脂酰辅酶A去饱和酶2(SCD2),从而改变巨噬细胞的脂质代谢,并促进促血管生成表型的形成,这可能推动疾病进展15

近期综述进一步强调,非编码RNA在年龄相关性黄斑变性(AMD)、糖尿病视网膜病变和早产儿视网膜病变等眼部血管疾病中调控巨噬细胞的稳态。这些调控机制涉及巨噬细胞极化、细胞因子分泌以及血管生成信号通路的调节16。尽管目前关于长链非编码RNA(lncRNA)在AMD中特异性调控巨噬细胞极化的直接证据仍然有限,但来自其他疾病模型的新兴研究表明,lncRNA(如NEAT1)可通过miRNA介导的调控网络调节M1/M2型巨噬细胞的转化。与AMD相关免疫调控的非编码RNA总结见表2。基于这些发现,外泌体介导的lncRNA和miRNA递送可能构成一条重要调控轴,通过该轴,视网膜和脉络膜微环境影响AMD中巨噬细胞的行为。尽管在理解AMD发病机制及抗VEGF疗法的临床应用方面已取得进展,但仍存在若干重要的知识空白。特别是,视网膜免疫微环境(尤其是巨噬细胞)与非编码RNA调控之间的相互作用尚未得到充分探索17。深入理解外泌体来源的lncRNA和miRNA如何影响巨噬细胞表型转变,可能有助于发现AMD新的生物标志物和治疗靶点18。外泌体在AMD发病机制中的作用见图1 在AMD的病理生理过程中,与衰老相关的过程和免疫失调与外泌体及非编码RNA信号网络介导的细胞间通讯异常相互交汇19。巨噬细胞作为免疫调控、脂质代谢和血管生成的交汇点,特别容易受到外泌体携带的lncRNA和miRNA的调控20

巨噬细胞极化仍是理解年龄相关性黄斑变性(AMD)中免疫调控的有用框架;然而,越来越多的证据表明,视网膜巨噬细胞和小胶质细胞的功能处于一个动态的连续谱系中,而非局限于离散的极化状态。衰老、氧化应激、补体激活、脂质积聚以及局部视网膜损伤共同影响巨噬细胞的行为,产生混合的炎症性、修复性和促血管生成表型,从而促进疾病进展。

因此,本综述旨在总结视网膜色素上皮细胞、脉络膜内皮细胞、胶质细胞和免疫细胞来源的外泌体影响视网膜及脉络膜环境中巨噬细胞极化的作用机制。此外,我们讨论了长链非编码RNA(lncRNA)和微小RNA(miRNA)在该外泌体介导的调控过程中的新兴作用,特别强调其在年龄相关性黄斑变性(AMD)中对巨噬细胞M1/M2平衡的影响。最后,我们指出了当前面临的关键挑战和未来研究方向,包括建立从眼内液体中分离外泌体的标准化方法、鉴定巨噬细胞特异性的外泌体内容物、在体内验证非编码RNA介导的作用机制,以及推动其在AMD管理中的潜在临床转化21,22,23

方法
本叙述性综述总结了当前关于外泌体介导的非编码RNA(ncRNA)信号传导、巨噬细胞极化以及年龄相关性黄斑变性(AMD)的研究证据。系统性文献检索涵盖PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar数据库中截至2026年6月发表的研究。检索词包括“年龄相关性黄斑变性”、“外泌体”、“细胞外囊泡”、“微小RNA”、“miRNA”、“长链非编码RNA”、“lncRNA”、“巨噬细胞极化”、“小胶质细胞”、“视网膜色素上皮”、“脉络膜新生血管形成”、“视网膜炎症”、“氧化应激”和“血管生成”的各种组合。采用布尔逻辑运算符(AND/OR)优化检索结果,以纳入相关跨学科研究。此外,通过追踪关键文献及近期综述文章的参考文献,进一步补充获取相关研究,确保主题覆盖的全面性。

根据与年龄相关性黄斑变性(AMD)发病机制、外泌体生物学、非编码RNA(ncRNA)调控、巨噬细胞极化、视网膜炎症、血管生成、生物标志物开发及治疗应用的相关性,对相关原始研究、临床研究和高质量综述文章进行了评估。若研究涉及外泌体介导的视网膜或眼部组织信号传导、探讨miRNA或lncRNA在巨噬细胞调控或炎症通路中的作用、研究与AMD发病机制相关的机制(包括氧化应激、血管生成和免疫失调),或提供关于外泌体ncRNA信号传导或巨噬细胞极化的机制性见解,则予以纳入。与眼部疾病无关或缺乏与AMD免疫调控相关性的研究被排除。

通过分析所选文献,确定了与外泌体介导的巨噬细胞相关视网膜病变相关的关键分子通路、调控性非编码RNA(ncRNA)及其实验证据。特别关注描述ncRNA介导的巨噬细胞表型(M1/M2)调控、血管生成信号通路以及视网膜微环境中炎症反应的研究。研究结果被整理为若干主题部分,重点涵盖外泌体生物学、ncRNA调控、巨噬细胞极化、诊断生物标志物及治疗意义。通过表格和图示总结了在年龄相关性黄斑变性(AMD)进展中涉及的关键ncRNA、外泌体生物标志物及作用机制通路。

由于本文旨在提供一种机制性和转化性的叙述综述,而非正式的系统评价,因此未执行正式的系统评价流程、研究层面的偏倚风险评估、证据分级或荟萃分析。所纳入的文献根据其与年龄相关性黄斑变性(AMD)发病机制、外泌体生物学、非编码RNA调控、巨噬细胞或小胶质细胞极化、视网膜炎症、血管生成、生物标志物开发以及治疗转化的相关性进行主题评估。证据的解读持谨慎态度,并根据研究提供的证据类型进行区分:是否提供了直接的AMD证据、来自眼部疾病模型的证据,或从非眼部炎症或血管模型外推得到的机制性证据。

外泌体介导的细胞间通讯在年龄相关性黄斑变性(AMD)病理生理学中的作用
图2展示了外泌体介导的信号传导及在AMD中的治疗策略。外泌体已成为视网膜微环境中细胞间通讯的关键介质,可在视网膜色素上皮(RPE)细胞、光感受器细胞、脉络膜内皮细胞、胶质细胞以及巨噬细胞和小胶质细胞等免疫细胞之间传递分子信号23。这些纳米级的细胞外囊泡(30–150 nm)来源于内体系统,当多泡体与细胞膜融合时被释放到细胞外。外泌体携带多种分子内容物,包括蛋白质、脂质以及微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)等核酸分子。其内容物的组成通常反映来源细胞的生理或病理状态,并可调节受体细胞的基因表达和信号通路24。在AMD背景下,外泌体介导的通讯机制日益被认为在炎症、氧化应激、脂质积聚和脉络膜新生血管(CNV)之间起着关键连接作用。在氧化应激或脂质过载等病理条件下,RPE细胞释放的外泌体中可富集促血管生成和促炎性介质。

在将外泌体非编码RNA(ncRNA)视为年龄相关性黄斑变性(AMD)的临床可靠生物标志物之前,必须解决若干局限性。分析前的变异性可能源于样本来源的差异,包括血浆、血清、房水和玻璃体液,每种样本可能反映不同的生物学区室。外泌体的产量及其携带物谱也可能因采集方法、储存条件、冻融循环次数、离心方案、商用分离试剂盒、尺寸排阻色谱、超速离心以及基于免疫亲和富集的方法而有所不同。其他挑战还包括ncRNA水平的标准化、溶血来源miRNA的污染、难以确定外泌体来源于视网膜、免疫、内皮或系统性细胞、队列规模较小、疾病阶段异质性以及独立验证有限。因此,目前应将外泌体ncRNA特征视为具有前景的研究性生物标志物,而非已可用于临床的诊断工具。这些外泌体可能包含血管内皮生长因子(VEGF)、补体成分(如C3和C5b-9)以及脂褐素相关分子。此类外泌体可促进内皮细胞活化、招募免疫细胞,并促使巨噬细胞极化为M2表型,从而参与脉络膜新生血管(CNV)的形成及AMD的疾病进展。已有多种存在于外泌体中的miRNA被发现参与AMD相关的炎症和代谢通路。例如,miR-21、miR-146a、miR-155和miR-150已被报道可调控炎症信号传导、脂质代谢和免疫应答,这些过程在AMD发病机制中起核心作用25,26。其中,miR-150尤其受到关注,因其在外泌体中富集,这些外泌体来源于衰老的巨噬细胞以及AMD患者外周血单个核细胞(PBMCs)。研究表明,miR-150可调节参与脂质代谢的基因,并促进促血管生成的巨噬细胞表型,从而将免疫失调与AMD进展联系起来。除了在疾病发展中的机制作用外,外泌体作为AMD生物标志物也展现出潜力。由于外泌体能够穿越生物屏障并反映视网膜组织的病理变化,因此是无创诊断的理想候选者。外泌体成分可从血清、玻璃体液和房水等生物液体中分离获得,其可能作为视网膜应激和免疫功能障碍的早期指标27表3总结了已报道的与AMD发病机制及诊断应用相关的部分外泌体生物标志物。除诊断潜力外,外泌体作为可调控巨噬细胞极化并恢复视网膜稳态的治疗性纳米载体也日益受到关注。可通过工程化设计外泌体,以递送抗炎或抗血管生成的RNA载荷,包括特定miRNA或长链非编码RNA(lncRNA)。临床前研究已证明,在AMD实验模型中,此类策略可抑制异常血管生成、减轻氧化应激,并重建免疫细胞功能28,29,30,31,32,33。与巨噬细胞极化及AMD进展相关的部分具有治疗和调控潜力的外泌体非编码RNA总结于表4。综上所述,外泌体介导的信号传导提供了一个统一的框架,将衰老、免疫失调和代谢应激在AMD中的作用联系在一起。外泌体lncRNA与miRNA之间的相互作用可影响巨噬细胞极化,从而塑造视网膜微环境向退变或组织修复方向发展34,35,36,37。深入理解这一调控网络不仅有助于揭示AMD进展机制,还可能推动基于精准医学的诊断工具和靶向RNA外泌体疗法的发展。未来的研究应聚焦若干关键领域,包括标准化从眼内液体中外泌体的分离与表征、在大规模临床队列中验证ncRNA生物标志物,以及优化基于工程化外泌体的递送系统以提高治疗效果与安全性38,39,40。这些进展最终可能支持外泌体为基础的诊断和治疗方法向AMD临床管理的转化应用。

本综述应被视为叙述性综述,而非系统性综述。未进行正式的 PRISMA 筛选、定量整合、研究层面的偏倚风险评分或证据等级评估。相反,所选研究根据其机制相关性、疾病背景及转化重要性进行组织。为避免夸大证据强度,讨论部分明确区分了来自年龄相关性黄斑变性(AMD)的直接研究结果与来自其他眼部疾病、全身性炎症模型、血管疾病模型或一般巨噬细胞生物学的研究证据。该方法有助于识别新兴的生物学主题,同时承认若干提出的机制仍需在 AMD 特异性背景下进一步验证。

外泌体lncRNA与miRNA网络调控AMD中巨噬细胞极化机制的深入解析
近期研究表明,外泌体作为非编码RNA(ncRNA)的重要载体,在调控受体细胞(包括巨噬细胞)基因表达方面发挥关键作用,从而影响其功能表型39。在视网膜微环境中,氧化应激增强、脂质代谢紊乱及补体系统激活等病理状态可刺激视网膜色素上皮(RPE)细胞和免疫细胞释放成分改变的外泌体。这些外泌体常富集特定的ncRNA,能够促进或抑制巨噬细胞的活化通路40。从机制上看,外泌体来源的microRNA(miRNA)通过靶向调控决定促炎性M1表型与促血管生成M2表型之间平衡的转录因子和信号通路,进而影响巨噬细胞的极化。例如,巨噬细胞来源的外泌体所传递的miR-150已被证实可抑制硬脂酰辅酶A去饱和酶2(SCD2),导致脂质代谢紊乱,并促进具有血管生成特性的M2样表型。该机制已直接与新生血管性AMD的发生发展相关联41。另一个例子是RPE细胞来源的外泌体miR-21,其可激活STAT3/VEGF信号轴,从而促进巨噬细胞募集及炎症驱动的血管生成。相比之下,miR-146a通常被认为是一种抗炎性miRNA,可通过减弱NF-κB信号通路,抑制慢性炎症反应,减轻视网膜组织损伤42。除miRNA外,外泌体中的长链非编码RNA(lncRNA)进一步细化了调控巨噬细胞极化的网络。lncRNA可作为竞争性内源RNA(ceRNA)、分子支架或转录调控因子发挥作用。例如,NEAT1被报道可通过“海绵吸附”miR-148a-3p,进而影响PTEN/PI3K/Akt信号通路,推动巨噬细胞向M2表型转化。此外,HOTAIR和MALAT1等lncRNA也被发现参与慢性视网膜炎症过程,其在RPE来源外泌体中的表达异常可能通过调控NF-κB和STAT1信号通路,持续维持促炎反应43,44,45。通过外泌体传递的ncRNA所构成的复杂调控网络总结于表5中。这些由lncRNA介导的相互作用最终决定了巨噬细胞是呈现促炎性(M1)还是促血管生成性(M2)表型,从而影响AMD的疾病进程46,47,48,49

外泌体非编码RNA在年龄相关性黄斑变性(AMD)中的诊断与治疗潜力
外泌体非编码RNA(ncRNA)已成为年龄相关性黄斑变性(AMD)中极具前景的生物标志物和治疗靶点。由于外泌体存在于体液中并反映疾病特异性的分子变化,因此可为视网膜病理过程提供重要信息。外泌体可从血清、房水和玻璃体等微创来源中分离获得,使其成为疾病监测和早期检测的便捷工具50,51。多种循环外泌体miRNA已被证实与AMD严重程度相关。例如,循环外泌体中miR-21和miR-150水平升高与AMD疾病进展及炎症激活相关;相反,抗炎性miRNA如miR-146a水平降低则与炎症反应增强及视网膜病理恶化相关52。此外,血清中检测到的外泌体长链非编码RNA(lncRNA)可能作为分子标志物,反映早期免疫失调及即将发生的新生血管形成。这些分子生物标志物有望补充传统的基于影像学的诊断技术,提供关于疾病活动性和治疗反应的动态信息53。外泌体ncRNA介导的巨噬细胞极化调控机制概览见图3 除了诊断价值外,经过工程化改造的外泌体也逐渐被视为潜在的治疗递送系统。来源于间充质干细胞(MSCs)或视网膜色素上皮(RPE)细胞的外泌体可被改造以直接向视网膜组织递送抗炎或抗血管生成miRNA,从而在临床前模型中调节巨噬细胞极化并减少脉络膜新生血管(CNV)54。例如,在实验性AMD模型中,富含miR-26或miR-21-5p的MSC来源外泌体显著降低了氧化应激、VEGF产生以及巨噬细胞介导的血管生成55,56。此外,外泌体工程化技术的进步,例如通过靶向肽(如靶向CNV病灶中表达的整合素αvβ3的RGD肽)进行表面修饰,已提高了向视网膜组织递送的特异性。综上所述,这些进展凸显了基于外泌体的诊断与治疗方法在AMD中的转化潜力。通过恢复免疫平衡并调控巨噬细胞极化,外泌体介导的ncRNA递送策略可能为阻止AMD疾病进展提供新的途径。表6总结了与AMD进展相关的外泌体生物标志物及ncRNA的诊断与治疗应用。

外泌体、非编码RNA与巨噬细胞极化在年龄相关性黄斑变性中的相互作用
外泌体、非编码RNA(ncRNA)与巨噬细胞极化之间的相互作用是年龄相关性黄斑变性(AMD)免疫病理发生过程中的一个重要轴心。视网膜和脉络膜微环境持续暴露于慢性氧化应激、补体激活和低度炎症之中,这一过程通常被称为“炎症性衰老”57,58,59,60,61。这些应激因素显著影响巨噬细胞的功能与可塑性,调控其在视网膜组织中的极化状态和活性。

外泌体在该微环境中介导细胞间通讯方面发挥着核心作用。作为分子信使,它们促进视网膜色素上皮(RPE)细胞、脉络膜内皮细胞、胶质细胞以及巨噬细胞和小胶质细胞等免疫细胞之间的相互交流62。外泌体携带多种非编码RNA(ncRNA),特别是微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA),这些RNA可调控巨噬细胞极化,从而影响视网膜中的炎症反应、血管生成及组织重塑63。在生理条件下,RPE细胞及其他视网膜细胞释放的外泌体通过传递抗炎分子促进M2样巨噬细胞极化,有助于维持免疫稳态。然而,在疾病或应激状态下的视网膜环境中,外泌体的组成会发生显著改变。RPE细胞中的氧化应激或脂质过载可触发富含促炎性和促血管生成性ncRNA的外泌体释放,其中包括miR-21、miR-23a和miR-150,这些分子已被证实与巨噬细胞功能失调及脂质代谢紊乱相关63,64,65,66。这些改变后的外泌体可能将巨噬细胞重编程为持续性的M1样炎症表型,导致视网膜损伤和慢性炎症;或诱导异常的M2样促血管生成表型,促进脉络膜新生血管(CNV)的形成66。通过这种方式,外泌体介导的ncRNA信号可在应激或凋亡的RPE细胞与活化的巨噬细胞之间建立正反馈环路,从而放大年龄相关性黄斑变性(AMD)中的炎症和血管生成反应。例如,在氧化应激条件下,RPE来源的外泌体被发现含有miR-21和miR-23a,可通过PI3K/Akt和STAT3通路激活巨噬细胞中的血管生成信号67。同样,衰老的巨噬细胞中miR-150表达升高,通过抑制硬脂酰辅酶A去饱和酶2(SCD2)而破坏脂质代谢,导致促炎性和促血管生成表型。此外,lncRNA如NEAT1可能通过miR-148a-3p/PTEN信号轴调控巨噬细胞极化,影响炎症和血管生成反应68。尽管NEAT1在AMD中的直接作用尚未完全明确,但在其他眼部免疫和血管性疾病中已报道类似的调控机制,提示其可能与AMD的病理过程相关。衰老个体中参与AMD发展的非遗传机制如图4所示。视网膜组织的结构与功能退化源于多种与年龄相关的进程,包括RPE细胞衰老、慢性氧化应激、线粒体功能障碍、血流动力学受损、脂质积聚、补体系统激活以及慢性低度炎症。这些因素共同导致RPE变性、玻璃膜疣形成、光感受器丢失以及脉络膜新生血管,最终推动AMD的进展。重要的是,外泌体ncRNA不仅在视网膜局部影响巨噬细胞极化,还可系统性循环,反映疾病的状况和进展。在AMD患者血浆或房水中检测到的外泌体miRNA表达谱改变已与疾病严重程度和视网膜炎症相关69。这些发现支持了一个新兴观点:外泌体递送的ncRNA作为细胞内介质,将衰老相关的代谢应激与免疫失调及新生血管形成联系起来70。要理解这一调控网络,需精确鉴定视网膜微环境中ncRNA特征及其外泌体的细胞来源。未来针对外泌体内容物分析、ncRNA功能验证以及巨噬细胞特异性外泌体信号通路的研究,将为深入理解AMD发病机制提供更深刻的见解71。最终,阐明这种相互作用可能为靶向外泌体ncRNA信号或巨噬细胞极化通路的治疗策略开辟新的途径。

年龄相关性黄斑变性(AMD)中新兴的诊断生物标志物与治疗潜力
随着对细胞外囊泡(exosome)介导的细胞间通讯以及非编码RNA(ncRNA)调控巨噬细胞极化的认识不断深入,为发现诊断生物标志物和开发针对年龄相关性黄斑变性(AMD)的靶向治疗策略提供了新的机遇68,69,70,71,72,73。细胞外囊泡不仅被日益认可为细胞间信号传递的媒介,也被视为反映其来源细胞生理与病理状态的分子信息库。由于细胞外囊泡在包括血浆、玻璃体液和房水在内的多种生物液体中具有良好的稳定性,因此作为无创或微创性生物标志物,在AMD的早期诊断及病情进展监测方面具有显著优势74

目前应谨慎解读外泌体非编码RNA在临床上的应用现状。现阶段,外泌体非编码RNA尚未被确立为年龄相关性黄斑变性(AMD)的常规诊断生物标志物,也未获批作为治疗药物。AMD的临床诊断、分期及治疗监测仍主要依赖眼底检查、光学相干断层扫描、眼底自发荧光、荧光素血管造影、光学相干断层扫描血管成像以及视功能评估。对于新生血管性AMD,玻璃体内抗VEGF治疗仍是当前的标准疗法。外泌体miRNA和lncRNA具有潜在应用前景,因其可能反映视网膜应激、免疫激活、血管生成信号通路或治疗反应;然而,其在临床实践中的应用仍处于研究阶段。在将外泌体非编码RNA特征转化为AMD的常规诊断、病情监测或治疗方案选择之前,仍需开展大规模独立队列研究、建立标准化的外泌体分离流程、验证可靠的归一化策略,并进行前瞻性研究。

外泌体非编码RNA作为诊断生物标志物
多项研究报道,在年龄相关性黄斑变性(AMD)患者中,外泌体miRNA和lncRNA的表达水平与健康个体相比存在差异。在AMD患者的血清和眼内液体中均检测到表达失调的miRNA,如miR-21、miR-23a、miR-27a-3p和miR-150,这些miRNA与炎症、血管生成以及脂质代谢通路相关75。这些非编码RNA反映了疾病进展过程中巨噬细胞和视网膜色素上皮(RPE)细胞内的分子重编程过程。

重要的是,外泌体miRNA特征谱也可能有助于区分干性(萎缩性)和湿性(新生血管性)年龄相关性黄斑变性(AMD),为特定亚型的诊断分型提供潜在依据76。此外,新兴证据表明,长链非编码RNA(lncRNA)如NEAT1和MALAT1,常与miRNA共同包裹于外泌体中,可作为反映疾病活动性或治疗反应的复合生物标志物。与AMD相关的部分外泌体非编码RNA及生物标志物总结于表7中。

靶向外泌体–非编码RNA–巨噬细胞轴的治疗潜力
外泌体不仅是潜在的生物标志物,也是有前景的治疗工具和靶点。调控外泌体的生物合成、释放或其内容物组成,可能重编程巨噬细胞表型,并在视网膜中恢复免疫稳态77,78,79,80,81,82。例如,在氧化应激条件下抑制视网膜色素上皮(RPE)细胞释放促血管生成的外泌体,或修饰外泌体中非编码RNA(ncRNA)的内容物,可能抑制脉络膜新生血管形成83

此外,来源于干细胞的经工程化改造的外泌体,若携带如miR-124、miR-146a等抗炎性非编码RNA(ncRNA),或miR-21的抑制剂,则已在临床前眼部疾病模型中显示出促进有益巨噬细胞极化、降低血管生成和炎症信号通路活性的能力。基于外泌体的治疗策略具有多项优势,包括固有的生物相容性、低免疫原性以及天然的靶向能力,如表8所总结。尽管前景良好,仍存在若干挑战。这些问题包括外泌体的大规模分离、治疗性ncRNA的精确装载,以及向特定视网膜细胞群体的靶向递送84,85。目前,基于工程化外泌体的ncRNA递送仍应被视为一种临床前概念,而非即将常规应用于临床的年龄相关性黄斑变性(AMD)疗法。诸多障碍尚未解决,包括最佳的眼内递送途径、玻璃体内或视网膜下注射后的生物分布、穿越视网膜各层的能力、对巨噬细胞或小胶质细胞的选择性靶向、剂量控制、重复给药的安全性、载荷装载效率、批间重复性、无菌性、储存稳定性以及大规模生产等。其他潜在问题还包括免疫反应的非预期调节、在视网膜神经元、视网膜色素上皮(RPE)细胞、内皮细胞或全身免疫细胞中的脱靶效应,以及因外泌体来源和载荷成分不同而可能引发的促血管生成或促炎效应。对于生物来源囊泡类产品的监管要求也较为复杂。在工程化外泌体疗法可用于AMD的临床管理之前,必须通过标准化的临床前模型、毒理学研究、药代动力学分析以及长期安全性评估来系统解决上述挑战。

不同非编码RNA(ncRNA)的证据强度存在显著差异。miR-150与年龄相关性黄斑变性(AMD)具有相对直接的相关性,因其在衰老的巨噬细胞及AMD相关免疫细胞中表达改变,已被证实与脂质代谢失调及促血管生成型巨噬细胞行为相关。相比之下,miR-21、miR-146a、miR-155和NEAT1在AMD中的作用应更为谨慎地解读。这些分子在巨噬细胞活化、炎症信号传导、血管生成以及相关的眼部或全身性炎症模型中具有较强的机制支持,但在AMD组织、眼内液体或AMD特异性巨噬细胞群体中的直接因果验证仍有限。因此,这些ncRNA被视为外泌体–巨噬细胞–AMD轴中的候选调控因子,而非已充分验证的AMD进展驱动因子。外泌体工程技术的进步,结合基于RNA的治疗手段(如反义寡核苷酸、miRNA模拟物或抑制剂),有望为调控巨噬细胞活性、延缓甚至逆转AMD进展的下一代治疗策略开辟道路86

转化意义与未来展望
对外泌体介导的非编码RNA信号传导的深入理解,为改善年龄相关性黄斑变性(AMD)的诊断和治疗提供了新的机遇。外泌体中的miRNA和lncRNA已成为极具前景的生物标志物,因其能够反映视网膜应激、免疫激活、促血管生成信号及疾病进展,同时可在微创获取的生物样本中被检测到。与此同时,经过工程化改造的外泌体代表了一种创新的治疗平台,能够将调控性RNA分子直接递送至视网膜组织和免疫细胞。

尽管取得了这些进展,在实现临床转化之前仍存在重大挑战。目前仍需要建立外泌体分离、表征、内容物定量以及生物标志物标准化的统一方法。还需要开展更多研究,在大规模患者队列中验证候选的非编码RNA生物标志物,并确定其在不同年龄相关性黄斑变性(AMD)亚型及疾病阶段中的可重复性。同样,基于外泌体的治疗策略也需要进一步研究,包括其生物分布、视网膜靶向性、长期安全性、生产一致性以及监管审批等问题。

未来将多组学技术、单细胞转录组学、先进视网膜成像、基于人工智能的预测模型以及功能实验系统整合起来的研究,将有助于更全面地理解外泌体–非编码RNA–巨噬细胞轴。这些进展可能促进精准诊断工具和靶向治疗策略的开发,从而延缓或预防年龄相关性黄斑变性(AMD)中的视网膜退行性病变。

人工智能的最新进展与多模态视网膜成像技术相结合,在预测年龄相关性黄斑变性(AMD)进展和识别高危患者方面已展现出巨大潜力。将分子生物标志物(包括外泌体非编码RNA特征谱)与人工智能辅助的影像分析相结合,未来可能进一步提升临床实践中疾病的分层、预后评估及个体化治疗规划的准确性87,88,89,90

治疗意义与未来展望
关于外泌体介导的通讯以及非编码RNA(ncRNA)驱动的巨噬细胞极化在年龄相关性黄斑变性(AMD)中的作用机制,近年来的研究进展为超越传统抗VEGF和抗炎策略的新型治疗方法开辟了道路。由于外泌体具有纳米级尺寸、内在的生物相容性以及穿越生理屏障的能力,它们不仅被视为疾病过程的介质,更被广泛认为是极具前景的治疗性递送载体91,92,93,94,95,96,97,98,99。microRNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA)在外泌体中的选择性分选为靶向分子递送提供了天然机制。通过这一过程,外泌体可调控受体视网膜细胞和免疫细胞中的特定信号通路,从而重塑驱动AMD病理进程的炎症与血管生成微环境100。一种有前景的策略是通过将调控性ncRNA装载入外泌体,以工程化手段调节巨噬细胞极化。例如,富含抗炎或抗血管生成miRNA(如miR-146a、miR-21抑制剂或miR-23a模拟物)的外泌体可能抑制促炎性M1型巨噬细胞反应,同时促进修复性M2样表型的形成,从而恢复视网膜免疫稳态101。相反,也可采用反义寡核苷酸技术或基于CRISPR的基因调控方法,抑制参与病理性血管生成和纤维化的促血管生成ncRNA,如miR-150,或失调的lncRNA(如NEAT1)。该领域具有代表性的近期进展和里程碑式研究总结于表9中。在眼部及全身疾病模型中的临床前研究表明,通过基于外泌体的递送系统沉默或恢复特定ncRNA可显著改变免疫细胞行为。这些发现凸显了基于ncRNA的治疗手段在AMD中的强大转化潜力。除治疗应用外,外泌体来源的ncRNA在作为早期疾病检测与监测的诊断生物标志物方面也展现出巨大前景。利用血浆、房水或玻璃体液进行液体活检的方法已揭示出与AMD严重程度及治疗反应相关的特异性外泌体miRNA特征谱102。此类分子生物标志物可与影像学技术(包括光学相干断层扫描(OCT)和眼底自发荧光)以及计算建模方法相结合,支持精准医学策略的实施。在此背景下,可根据患者的炎症或血管生成分子特征对其进行分层,实现更个性化的治疗方案103。总体而言,这些发现总结于表10中,突显了外泌体ncRNA信号在调控巨噬细胞极化和视网膜免疫稳态中的核心作用,为开发靶向外泌体介导通路的创新性诊断与治疗方法提供了机制基础。尽管取得了上述令人鼓舞的进展,但在外泌体相关策略转化为临床实践之前,仍存在若干挑战。首先,迫切需要建立标准化的外泌体分离、表征和定量方法,以确保不同实验室之间的可重复性104,105,106,107。此外,深入理解细胞应激和衰老过程中调控外泌体内容物选择的机制,对于设计有效的治疗干预措施至关重要。与生物来源的外泌体治疗产品相关的伦理和监管问题也需加以解决108,109,110。未来的研究应聚焦于绘制视网膜特异性的外泌体相互作用网络,并整合转录组学、蛋白质组学和脂质组学等多组学方法,以更全面地理解参与AMD发病机制的分子网络。先进的实验系统,如三维视网膜-巨噬细胞共培养模型和视网膜类器官,可能为研究外泌体介导的信号传导提供更具生理相关性的平台。此外,将纳米技术与分子生物学相结合,有望提高外泌体的装载效率、靶向性和递送能力。

这些进展有望共同改变我们对年龄相关性黄斑变性(AMD)中外泌体-非编码RNA生物学的理解,弥合这一复杂视网膜疾病在机制认知与新型治疗策略开发之间的鸿沟110,111,112,113

机制整合
年龄相关性黄斑变性(AMD)由代谢应激、免疫失调以及视网膜结构进行性退化等多种因素共同作用而引发。近年来视网膜免疫生物学的研究进展表明,外泌体介导的非编码RNA(ncRNA)信号通路是整合这些病理过程的核心机制。外泌体作为纳米级的细胞外囊泡,可在视网膜细胞与免疫细胞之间传递包括微小RNA(miRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)、蛋白质和脂质在内的多种分子 cargo。通过这一细胞间通讯系统,外泌体协调视网膜色素上皮(RPE)细胞、脉络膜内皮细胞、胶质细胞以及浸润的免疫细胞(如巨噬细胞和小胶质细胞)之间的信号传导,从而调控视网膜的炎症反应和血管生成微环境。

在生理条件下,外泌体有助于维持视网膜免疫稳态。视网膜色素上皮细胞(RPE细胞)及其他视网膜细胞释放携带调节分子的外泌体,这些分子有助于维持巨噬细胞活性的平衡,并防止过度的炎症反应。这些外泌体信号促进巨噬细胞的可控极化,并协助组织修复、碎片清除以及细胞外基质的维持。在此平衡环境中,巨噬细胞可在不同功能表型之间转换,以支持视网膜健康。

然而,与衰老相关的应激因素——包括氧化损伤、线粒体功能障碍、脂质积聚、脉络膜循环受损以及补体激活——会破坏这一稳态通信网络。作为对这些应激信号的响应,视网膜色素上皮(RPE)细胞和免疫细胞会释放分子组成发生改变的外泌体。这些应激诱导产生的外泌体通常富含促炎性和促血管生成的非编码RNA(ncRNA),可重编程巨噬细胞行为,并在视网膜微环境中放大病理信号传导。

外泌体非编码RNA被巨噬细胞内化后,可通过靶向调控巨噬细胞活化与极化过程中关键的转录因子和信号通路来调节基因表达。多个miRNA已被证实参与该过程。例如,miR-21和miR-23a与PI3K/Akt和STAT3信号通路的激活相关,可促进炎症反应和血管生成活性。类似地,miR-150通过抑制硬脂酰辅酶A去饱和酶2(SCD2)干扰脂质代谢,从而促进与新生血管性年龄相关性黄斑变性(neovascular AMD)相关的促血管生成型巨噬细胞表型。

长链非编码RNA进一步细化了这一调控网络。例如NEAT1等长链非编码RNA(lncRNA)可作为竞争性内源RNA,通过“海绵”作用吸附特定的miRNA,从而调控下游信号通路(如PTEN/PI3K/Akt)。通过这些机制,lncRNA影响巨噬细胞的极化,并调节视网膜组织中的炎症和血管生成反应。尽管多种lncRNA在年龄相关性黄斑变性(AMD)中的确切作用仍有待深入研究,但来自眼部和血管疾病模型的累积证据表明,非编码RNA介导的调控回路在塑造视网膜免疫反应中发挥着关键作用。

总体而言,这些过程形成了一个自我放大的致病环路。受应激的视网膜色素上皮(RPE)细胞释放含有失调非编码RNA(ncRNA)的外泌体,这些外泌体将巨噬细胞重编程为促炎性或促血管生成表型。活化的巨噬细胞反过来释放更多的炎症介质、活性氧和促血管生成因子,进一步损伤视网膜组织并刺激异常血管形成。这一循环导致年龄相关性黄斑变性(AMD)的关键病理特征,包括玻璃膜疣沉积、光感受器退化、细胞外基质重塑以及脉络膜新生血管形成113

这些机制的整合提供了一个统一的模型,将年龄相关性黄斑变性(AMD)中的衰老相关代谢应激、免疫激活和细胞间通讯联系起来。因此,外泌体介导的非编码RNA(ncRNA)信号转导构成了视网膜结构细胞与免疫细胞之间的关键界面,协调驱动疾病进展的分子通路114。理解这一机制网络不仅加深了我们对AMD病理生理学的认识,也揭示了潜在的治疗靶点。旨在修饰外泌体内容物、调控ncRNA表达或重编程巨噬细胞极化的策略,可能为恢复视网膜免疫平衡和阻止疾病进展提供新的途径。由于目前关于外泌体ncRNA介导巨噬细胞极化在AMD中的直接证据仍然有限,本综述还纳入了来自相关眼部炎症、血管生成及神经退行性疾病模型的部分研究。这些疾病包括糖尿病视网膜病变、葡萄膜炎、青光眼、视网膜节细胞损伤以及神经炎症,在这些疾病中,对外泌体生物学、ncRNA调控、巨噬细胞或小胶质细胞激活、氧化应激以及血管重塑的研究更为深入。然而,这些模型中的发现不应被解读为AMD的直接证据。纳入这些研究仅是为了提供机制背景,并识别出需要在AMD组织、眼内液体、患者来源样本以及AMD特异性实验模型中进一步验证的候选通路115

总之,外泌体–非编码RNA–巨噬细胞轴代表了年龄相关性黄斑变性(AMD)中的一个核心调控框架,整合了细胞应激反应、免疫信号传导以及血管生成通路。对这一复杂通讯网络的持续研究,对于将机制性认识转化为年龄相关性视网膜变性的创新诊断和治疗策略至关重要116,117

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结论

年龄相关性黄斑变性(AMD)是一种进行性、多因素且在很大程度上不可逆的视网膜疾病,由细胞应激、慢性炎症、脂质代谢障碍和免疫失调之间的复杂相互作用所驱动。本文综述了视网膜色素上皮(RPE)功能障碍、氧化应激与线粒体损伤、血流动力学改变以及补体系统激活在衰老过程中启动并加速视网膜退变中的关键作用。越来越多的证据表明,外泌体及其携带的非编码RNA(ncRNA),包括微小RNA(miRNA)和长链非编码RNA(lncRNA),是视网膜微环境中细胞间通讯的重要介质。这些细胞外囊泡通过调控巨噬细胞极化、炎症信号传导、血管生成以及细胞外基质重塑,影响从早期玻璃膜疣形成向晚期干性或新生血管性AMD的转变过程。因此,外泌体–ncRNA–巨噬细胞轴已成为AMD中一条关键的致病通路。外泌体通过选择性转移调控性RNA,在RPE细胞、巨噬细胞和内皮细胞之间实现动态交互,塑造巨噬细胞表型和免疫应答。异常的外泌体RNA信号传导可导致持续性炎症、氧化应激和病理性血管生成,从而参与萎缩性和新生血管性AMD的发生发展。一些关键调控分子,如miR-21、miR-23a、miR-150以及lncRNA NEAT1,已被证实参与巨噬细胞介导的视网膜病理过程,凸显了外泌体在疾病进...

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