黄斑变性是导致不可逆盲的主要病因，在黄斑营养不良和年龄相关性黄斑变性（AMD）等疾病中，最核心的病理特征是黄斑区视网膜色素上皮（RPE）的进行性丧失。RPE作为位于光感受器和脉络膜之间的单层色素上皮细胞，承担着物质转运、光感受器外节吞噬和视循环维持等关键功能。值得注意的是，在临床和动物模型中，黄斑区RPE往往首当其冲，而周边RPE却表现出相对较强的存活能力，这种区域异质性退化的现象提示周边RPE可能具备独特的自我保护机制。

近年来，单细胞转录组与人工智能等技术的发展，已初步揭示了以往被视为均一的RPE层，在细胞形态与基因表达谱层面存在显著性差异，尤其在黄斑-周边区域。然而，这一前沿方向目前尚停留在形态描述层面，缺乏深入的分子标记鉴定与功能注释，特别是RPE细胞亚群的分子异质性如何驱动黄斑区选择性易损与周边区应激存活尚不清楚，导致RPE亚群异质性与黄斑局灶性病变之间的因果机制这一核心瓶颈尚未突破。

近日，由美国国立卫生研究院国家眼科研究所（NEI/NIH）Robert B. Hufnagel和Kapil Bharti团队领衔、联合温州医科大学眼视光学院吴文灿研究团队在Journal of Clinical Investigation（T2B，1区TOP期刊）发表了题为“A peripheral subpopulation of retinal pigment epithelium resists oxidative damage through SERPINE3-mediated Caspase-1 inhibition”的研究论文。该研究通过跨物种空间转录组分析，鉴定出一个以SERPINE3高表达为标志的周边RPE亚群（S3⁺-RPE），并系统揭示了该亚群通过SERPINE3直接结合并抑制Caspase-1活性，从而抵抗氧化应激损伤和衰老相关炎症的分子机制。SERPINE3作为丝氨酸蛋白酶抑制剂家族成员，此前在哺乳动物RPE中的表达与功能尚属空白。这项发现不仅为理解RPE区域异质性提供了新的分子视角，也为黄斑萎缩相关疾病的治疗开辟了潜在新靶点。

01-研究要点

SERPINE3是丝氨酸蛋白酶抑制剂（SERPIN）家族的成员，此前仅在斑马鱼Müller胶质细胞中有表达报道，其在哺乳动物RPE中的表达模式和生物学功能尚属未知。研究团队首先分析了猕猴和人类RPE的空间转录组数据，发现SERPINE3在周边RPE中高度富集，且这一表达模式在多个独立公共数据集中得到验证。为在活体中追踪SERPINE3⁺细胞，研究人员构建了Serpine3-GFP基因敲入小鼠模型，将GFP报告基因插入Serpine3基因的起始密码子之后。这样一来，Serpine3Gfp/+小鼠中任何表达Serpine3的细胞都会发出绿色荧光。结果显示，在2月龄Serpine3Gfp/+小鼠中的GFP信号特异性地出现在RPE层，且集中于RPE背侧周边区域（zone 4和5），约占OTX2⁺-RPE细胞总数的5%。RNA-scope进一步证实GFP⁺-RPE细胞中Serpine3转录本高表达，证实了SERPINE3是这一特殊RPE亚群的分子标志物，且该小鼠模型成功标记了SERPINE3⁺-RPE亚群（S3⁺-RPE）。

图1. SERPINE3+-RPE细胞亚群抵御氧化损伤的分子机制

采用上述构建的遗传标记小鼠和基因敲除小鼠模型，结合人源多能诱导干细胞衍生的RPE细胞体系，利用单细胞转录组测序、酶-底物高通量筛选以及AAV基因递送技术，研究团队首次在哺乳动物中鉴定了以SERPINE3高表达为标志的周边RPE亚群，系统揭示了该亚群抵抗氧化应激损伤的细胞和分子机制。

02-总结与展望

本研究主要科学贡献包括：（1）发现SERPINE3是区分RPE亚群的功能性分子标志物，S3⁺-RPE具有独特的抗凋亡和再生能力；（2）阐明SERPINE3通过反应中心环（RCL）直接结合并抑制Caspase-1活性，阻断炎症通路，从而保护RPE免受氧化损伤；（3）证明SERPINE3在衰老过程中表达上调，其缺失导致区域特异性RPE变性和小胶质细胞浸润，提示其在维持RPE稳态中的长期作用；（4）初步验证AAV-SERPINE3基因递送对氧化损伤RPE的结构保护作用，为黄斑萎缩相关疾病的干预提供了概念验证。然而，S3⁺-RPE是独立的细胞谱系还是RPE的可塑性状态，仍需谱系示踪实验进一步明确；AAV介导的SERPINE3过表达在功能恢复上的局限性也提示未来需要优化递送效率或联合其他保护因子。