Nat Commun：吸烟为何加速老年失明？颜华/胡军浩团队揭示吸烟加剧年龄相关性黄斑变性

年龄相关性黄斑变性（AMD）是一种常见的神经炎症状况，也是老年人群中不可逆失明的主要原因。吸烟显著增加AMD的风险，但其机制尚不清楚。

基于此，2025年3月22日，天津医科大学颜华教授和中国科学院上海有机化学研究所胡军浩教授在Nature communications杂志发表了“Smoking aggravates neovascular age-relatedmacular degeneration via Sema4D-PlexinB1axis-mediated activation of pericytes”揭示了吸烟通过Sema4D-PlexinB1轴介导的周细胞活化加剧了新生血管性年龄相关性黄斑变性（nAMD）。

在此研究中，作者探讨了Sema4D-PlexinB1轴在AMD进展中的作用，其中Sema4D-PlexinB1因吸烟而高度激活。通过使用患者来源的样本和小鼠模型，作者发现吸烟增加了CD8+ T细胞表面Sema4D的存在，这些T细胞通过CXCL12-CXCR4轴迁移到脉络膜新生血管（CNV）病变处，并与脉络膜周细胞上的受体PlexinB1相互作用。这导致了由ROR2介导的PlexinB1磷酸化和周细胞活化，从而破坏血管稳态并促进新生血管形成。抑制Sema4D可以减少CNV，并提高抗VEGF治疗的效果。总之，本研究揭示了吸烟如何加剧AMD病理的分子机制并提出了一种潜在的治疗方法，即靶向Sema4D以增强当前的AMD治疗效果。

图一吸烟对抗VEGF治疗在nAMD患者和小鼠CNV中的影响

首先显示吸烟降低了nAMD患者对抗VEGF治疗的响应。具体来说，研究对比了50名现吸烟者与47名非吸烟者的治疗效果，发现经过三次抗VEGF治疗后吸烟者的视网膜厚度和病变厚度显著高于非吸烟者，表明吸烟减弱了治疗效果。此外，吸烟组的nAMD发病年龄更低，并发症风险更高。在小鼠实验中，暴露于烟雾的小鼠表现出更严重的激光诱导的CNV症状，包括增加的血管渗漏和CNV体积。转录组分析揭示吸烟上调了Sema4D的表达，而Sema4D基因敲除则能显著减少这些异常变化。这表明Sema4D在吸烟加剧CNV过程中扮演重要角色，提示靶向Sema4D可能是增强nAMD治疗效果的新策略。吸烟通过上调Sema4D削弱了nAMD患者的抗VEGF治疗效果并加剧了疾病进展。

图二 PlexinB1由周细胞表达，并介导吸烟加剧的CNV

Sema4D通过与其受体PlexinB1的相互作用促进CNV的发展，而PlexinB1主要由周细胞表达。通过单细胞RNA测序数据发现，PlexinB1在周细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞中高度表达。使用特定的小鼠模型（如PdgfrbCreERT2; R26-tdTom）标记周细胞和平滑肌细胞，在CNV病变中周细胞（而非平滑肌细胞）显著增殖并参与了CNV的形成。邻近连接实验显示，在CD8+ T细胞与周细胞接触点检测到了Sema4D与PlexinB1之间的相互作用。敲低周细胞中的PlexinB1基因（Plxnb1），减弱了这些细胞对Sema4D阳性CD8+ T细胞反应的能力，表明PlexinB1对于周细胞的功能至关重要。暴露于烟雾中的小鼠实验表明，抑制周细胞中的PlexinB1可以减轻吸烟加剧的CNV，表现为减少的血管渗漏面积和CNV体积。

图三 CXCL12-CXCR4信号传导在CNV中介导T细胞的招募

作者分析了单细胞RNA测序数据中与T细胞招募相关的细胞因子信号。UMAP图谱显示不仅免疫细胞群体表达了预期的高水平T细胞招募细胞因子信号，周细胞群体也表现出高表达水平，这表明周细胞可能参与了T细胞的招募。作者使用CellChat进行了细胞间通讯分析，结果显示在CNV组中，周细胞到CD8+ T细胞的CXCL12-CXCR4信号对增强。已知CXCL12-CXCR4是T细胞趋化的重要途径。UMAP进一步显示，虽然CXCL12在免疫细胞中并不高度表达，但在小鼠和人类样本中的周细胞却大量表达CXCL12，而受体CXCR4则在包括T细胞在内的免疫细胞中高度表达。对暴露于烟雾或空气中的CNV和对照小鼠的玻璃体样本进行ELISA检测发现，CNV增加了CXCL12的水平且吸烟进一步提高了这一水平。接下来，作者测试了阻断CXCL12-CXCR4相互作用是否可以抑制T细胞浸润并进而抑制CNV。Plerixafor是一种选择性的CXCR4拮抗剂，被用于暴露于烟雾或空气中的CNV小鼠模型。流式细胞术分析表明，单独吸烟明显增加了视网膜-脉络膜复合体中的CXCR4+ CD8+ T细胞浸润，而Plerixafor能有效抑制这种浸润。因此，Plerixafor显著减少了血管渗漏面积和CNV体积并减弱了吸烟的影响。通过染色PDGFRβ标记周细胞、α-SMA标记活化的周细胞以及CD8标记CD8+ T细胞进行定量分析，结果一致显示Plerixafor明显减少了PDGFRβ阳性区域、α-SMA阳性区域及CD8+ T细胞数量，有效地对抗了吸烟的影响。鉴于CXCR4在多种免疫细胞中表达，作者也分析了CNV诱导和Plerixafor治疗后视网膜-脉络膜复合体中其他免疫细胞的存在情况。结果显示，Plerixafor对CNV后的B细胞、NK细胞或中性粒细胞的浸润没有显著影响，但对巨噬细胞/小胶质细胞的浸润有显著的抑制作用。为了进一步证明吸烟诱导的CNV表型加重确实是通过CXCL12/CXCR4轴介导的CD8+ T细胞浸润导致的，作者通过将E8iCre与Cxcr4fl/fl小鼠杂交生成了CD8+ T细胞特异性CXCR4敲除（E8iCre; Cxcr4fl/fl）小鼠。通过荧光激活细胞排序和qRT-PCR分析验证了敲除效率，这些小鼠接受了吸烟处理和CNV建模。在Cxcr4fl/fl小鼠中，吸烟加剧了血管渗漏和新生血管形成；然而，这一效应在E8iCre; Cxcr4fl/fl小鼠中显著减少。这一发现表明，通过CXCL12/CXCR4轴介导的CD8+ T细胞浸润在吸烟引起的CNV表型加重过程中起着关键作用。

图四 全文摘要图示

总结

总之，通过使用临床样本和动物模型确定了Sema4D-PlexinB1信号通路在介导吸烟加剧的CNV中的关键作用。这一发现是基于吸烟情况下观察到的，也在非吸烟对象中观察到了当阻断这一通路时明显的保护效果。从转化医学的角度来看，抑制Sema4D-PlexinB1通路可以抑制周细胞活化并减少与年龄相关性黄斑变性相关的新生血管形成。

文章来源：https://doi.org/10.1038/s41467-025-58074-0

阅读原文