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背景
创伤性视神经损伤（Traumatic optic nerve injury, TONI）是指直接或间接的头面部创伤引起的视神经损伤。视神经作为中枢神经系统（Centralnervous system, CNS）的一部分，因其特殊的生理特性一直是神经科学领域关注的热点。TONI后视网膜神经节细胞（Retina ganglion cells, RGCs）常继发发生功能障碍和一系列病理级联反应，如未有效控制死亡，最终将导致视力进行性损害甚至失明等严重后果，给社会和家庭造成极大的负担。天然免疫系统与CNS发生发育及继发损伤关系密切。小胶质细胞是 CNS 中内主要的免疫细胞，在生理状态下起监视、防御等免疫作用，同时对神经元的突触连接和营养等也起着支持作用；在病理状态下，小胶质细胞内早期原癌基因氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase,JNK）等过度激活可释放大量的炎症因子，促进炎症反应发生，诱导神经细胞发生凋亡，进而加重CNS的损伤。视神经损伤的过程中伴随着小胶质细胞的迁移、活化和增殖，小胶质细胞介导的炎性反应损伤也是 TONI 后继发损伤的关键环节之一。载脂蛋白 E （Apolipoprotein E, APOE表示相应基因，apoE代表该基因编码的载脂蛋白）因其神经生物学功能的特殊性，与CNS 损伤的相关性逐渐引起关注。既往研究发现，apoE可通过促进神经细胞再生、轴突及突触修复等多种途径发挥神经保护作用，但是由于其分子量大，不能有效透过血脑屏障（Blood-brain barrier, BBB），使得内源性apoE的神经保护作用大大受限。COG1410 是一种来源于 apoE 受体结合区域的小分子拟肽，可有效透过BBB。研究表明，在创伤性脑损伤中（Traumatic brain injury, TBI），COG1410可通过抑制BBB破坏，减少神经元凋亡和神经炎症发挥神经保护作用。然而，COG1410在TONI后炎症反应及凋亡中的详细作用和机制尚不清楚。
本课题基于既往apoE拟肽与神经系统损伤的相关研究，通过建立小鼠视神经钳夹伤模型，并利用该模型进行apoE拟肽COG1410干预疗效的比较观察，旨在明确COG1410对小鼠TONI模型中炎症和细胞凋亡的影响并初步探讨相关机制，全面评估其神经保护作用。
方法
1.小鼠TONI模型构建及评估
选取野生型C57BL/6J雄性小鼠，采用视神经钳夹伤的创伤模型建立TONI模型。所有动物模型制作均由同一术者在显微镜下操作完成。采用分子生物学、Bruker 7.0 T MRI、荧光金（Fluoro-gold ,FG）逆行性标记及闪光视觉诱发电位（Flashvisual evoked potentials,F-VEP）检测等方法，观察TONI建模后1天，3天，7天，14天，21天等不同时间节点上TONI小鼠的RGCs形态学与视功能的情况。
2. COG1410对小鼠TONI后凋亡及神经功能的影响
基于视神经钳夹伤模型的构建与评估，我们选择 TONI 后第 7 天进行COG1410对TONI小鼠视神经损伤干预疗效的观察研究。自TONI小鼠造模后开始，立即行尾静脉注射COG1410（1 mg/kg），此后每日一次。通过蛋白印迹（Western blot）、Bruker 7.0 T MRI、FG逆行性标记、及F-VEP检测等方法评估各实验组小鼠视神经凋亡、视神经完整性及水肿、RGCs丢失及视神经功能等情况。
3. COG1410对小鼠TONI后炎症反应的影响
选择TONI后第7天进行COG1410对TONI小鼠视神经损伤后炎症干预疗效的观察研究。TONI小鼠造模后立即行尾静脉注射COG1410 （1 mg/kg），此后每日一次。通过Western Blot、免疫荧光染色（immunofluorescence,IF）及酶联免疫吸附法（enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA）分别检测评估各实验组小鼠视神经内小胶质细胞活化、JNK炎症通路激活及TNF-α、IL-6炎症因子释放情况。
结果
本实验成功构建了野生型C57BL/6J小鼠的TONI动物模型。TONI后小鼠视网膜内小胶质细胞明显激活。与Sham组小鼠相比，TONI组小鼠的F-VEP波形在TONI后第1天N1-P1波即开始降低，在第7天达到最低水平（P＜0.001）；FG结果提示小鼠TONI后RGCs从伤后第1天开始逐渐减少，以第7天最为明显（P＜0.001）。表明TONI可导致小鼠视神经功能发生明显的损害，RGCs 损伤及 F-VEP 检测结果具有时间差异性，以伤后第7天显著，模型构建成功。
与 TONI+Vehicle 组小鼠相比，TONI+COG1410 组小鼠的磷酸化-JNK（p-JNK）、iNOS及促凋亡蛋白Bax表达水平显著降低（P＜0.001）， TNF-α和IL-6的表达显著降低（P＜0.001），抗凋亡蛋白Bcl2及FG阳性标记的RGCs显著增加（P＜0.01），视神经核磁共振T2信号强度显著降低；与TONI+Vehicle组相比，TONI+COG1410组N1潜伏期，P1潜伏期显著缩短，但N1-P1波幅值增加（P＜0.05）。
结论
TONI诱导视功能障碍并伴有视神经炎症、细胞凋亡、视神经水肿及RGCs缺失。COG1410在小鼠TONI后可以通过抑制炎症反应及凋亡过程而发挥神经保护作用，有望为外源性视神经保护剂的研究开发提供新的方向。
创伤性视神经损伤（Traumatic optic nerve injury, TONI）是指直接或间接的头面部创伤引起的视神经损伤。视神经作为中枢神经系统（Centralnervous system, CNS）的一部分，因其特殊的生理特性一直是神经科学领域关注的热点。TONI后视网膜神经节细胞（Retina ganglion cells, RGCs）常继发发生功能障碍和一系列病理级联反应，如未有效控制死亡，最终将导致视力进行性损害甚至失明等严重后果，给社会和家庭造成极大的负担。天然免疫系统与CNS发生发育及继发损伤关系密切。小胶质细胞是 CNS 中内主要的免疫细胞，在生理状态下起监视、防御等免疫作用，同时对神经元的突触连接和营养等也起着支持作用；在病理状态下，小胶质细胞内早期原癌基因氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase,JNK）等过度激活可释放大量的炎症因子，促进炎症反应发生，诱导神经细胞发生凋亡，进而加重CNS的损伤。视神经损伤的过程中伴随着小胶质细胞的迁移、活化和增殖，小胶质细胞介导的炎性反应损伤也是 TONI 后继发损伤的关键环节之一。载脂蛋白 E （Apolipoprotein E, APOE表示相应基因，apoE代表该基因编码的载脂蛋白）因其神经生物学功能的特殊性，与CNS 损伤的相关性逐渐引起关注。既往研究发现，apoE可通过促进神经细胞再生、轴突及突触修复等多种途径发挥神经保护作用，但是由于其分子量大，不能有效透过血脑屏障（Blood-brain barrier, BBB），使得内源性apoE的神经保护作用大大受限。COG1410 是一种来源于 apoE 受体结合区域的小分子拟肽，可有效透过BBB。研究表明，在创伤性脑损伤中（Traumatic brain injury, TBI），COG1410可通过抑制BBB破坏，减少神经元凋亡和神经炎症发挥神经保护作用。然而，COG1410在TONI后炎症反应及凋亡中的详细作用和机制尚不清楚。
本课题基于既往apoE拟肽与神经系统损伤的相关研究，通过建立小鼠视神经钳夹伤模型，并利用该模型进行apoE拟肽COG1410干预疗效的比较观察，旨在明确COG1410对小鼠TONI模型中炎症和细胞凋亡的影响并初步探讨相关机制，全面评估其神经保护作用。
方法
1.小鼠TONI模型构建及评估
选取野生型C57BL/6J雄性小鼠，采用视神经钳夹伤的创伤模型建立TONI模型。所有动物模型制作均由同一术者在显微镜下操作完成。采用分子生物学、Bruker 7.0 T MRI、荧光金（Fluoro-gold ,FG）逆行性标记及闪光视觉诱发电位（Flashvisual evoked potentials,F-VEP）检测等方法，观察TONI建模后1天，3天，7天，14天，21天等不同时间节点上TONI小鼠的RGCs形态学与视功能的情况。
2. COG1410对小鼠TONI后凋亡及神经功能的影响
基于视神经钳夹伤模型的构建与评估，我们选择 TONI 后第 7 天进行COG1410对TONI小鼠视神经损伤干预疗效的观察研究。自TONI小鼠造模后开始，立即行尾静脉注射COG1410（1 mg/kg），此后每日一次。通过蛋白印迹（Western blot）、Bruker 7.0 T MRI、FG逆行性标记、及F-VEP检测等方法评估各实验组小鼠视神经凋亡、视神经完整性及水肿、RGCs丢失及视神经功能等情况。
3. COG1410对小鼠TONI后炎症反应的影响
选择TONI后第7天进行COG1410对TONI小鼠视神经损伤后炎症干预疗效的观察研究。TONI小鼠造模后立即行尾静脉注射COG1410 （1 mg/kg），此后每日一次。通过Western Blot、免疫荧光染色（immunofluorescence,IF）及酶联免疫吸附法（enzyme-linked immuno sorbent assay,ELISA）分别检测评估各实验组小鼠视神经内小胶质细胞活化、JNK炎症通路激活及TNF-α、IL-6炎症因子释放情况。
结果
本实验成功构建了野生型C57BL/6J小鼠的TONI动物模型。TONI后小鼠视网膜内小胶质细胞明显激活。与Sham组小鼠相比，TONI组小鼠的F-VEP波形在TONI后第1天N1-P1波即开始降低，在第7天达到最低水平（P＜0.001）；FG结果提示小鼠TONI后RGCs从伤后第1天开始逐渐减少，以第7天最为明显（P＜0.001）。表明TONI可导致小鼠视神经功能发生明显的损害，RGCs 损伤及 F-VEP 检测结果具有时间差异性，以伤后第7天显著，模型构建成功。
与 TONI+Vehicle 组小鼠相比，TONI+COG1410 组小鼠的磷酸化-JNK（p-JNK）、iNOS及促凋亡蛋白Bax表达水平显著降低（P＜0.001）， TNF-α和IL-6的表达显著降低（P＜0.001），抗凋亡蛋白Bcl2及FG阳性标记的RGCs显著增加（P＜0.01），视神经核磁共振T2信号强度显著降低；与TONI+Vehicle组相比，TONI+COG1410组N1潜伏期，P1潜伏期显著缩短，但N1-P1波幅值增加（P＜0.05）。
结论
TONI诱导视功能障碍并伴有视神经炎症、细胞凋亡、视神经水肿及RGCs缺失。COG1410在小鼠TONI后可以通过抑制炎症反应及凋亡过程而发挥神经保护作用，有望为外源性视神经保护剂的研究开发提供新的方向。