摘要

微循環(huán)在向能量密集的視網膜神經元輸送氧氣和清除代謝廢物方面起著關鍵作用。

微血管改變是糖尿病視網膜病變(DR)的一個標志性特征，是全球不可逆性視力喪失的主要原因。

以前的研究告訴了我們 DR 的臨床分期和與毀滅性視力喪失相關的視網膜表現。

自從這些報道以來，組織學技術的重大進步加上三維圖像處理促進了對健康和患病視網膜循環(huán)的結構特征的更深入的理解。此外，高分辨率視網膜成像的突破促進了組織學知識的臨床轉化，以更精確地檢測和監(jiān)測微循環(huán)障礙的進展。孤立灌注技術已應用于人類捐贈者的眼睛，以進一步加深我們對正常人類視網膜循環(huán)的細胞結構特征的理解，并為 DR 的病理生理學提供新的見解。組織學已被用于驗證新興的體內視網膜成像技術，如光學相干斷層掃描血管造影（OCTA）。

我們首先提出一個標準化的組織學詞典來描述人類視網膜微循環(huán)，然后討論 DR 主要表現的病理生理機制，重點是微動脈瘤和視網膜缺血。目前的視網膜成像模式的優(yōu)點和局限性，確定使用組織學驗證也提出。最后，我們概述了我們的研究意義，并提供了一個未來的方向在 DR 研究的前景。

引言

視網膜微循環(huán)是內視網膜神經元營養(yǎng)供應的主要來源。脈絡膜在氧化外部視網膜結構如光感受器中起著重要作用(Yu 和 Cringle，2001; Yu 等人，2007)。

每克體重，視網膜內測量的耗氧量使其成為人體內代謝最活躍的組織之一(Ames，1992)。因此，即使對視網膜循環(huán)相對較小的干擾也可能通過限制視網膜神經元的能量供應而導致毀滅性的視力喪失。

與人體內大多數其他血管系統不同，視網膜微循環(huán)是高度專業(yè)化的，并且表現出與每個視網膜層的獨特能量需求相關的形態(tài)學改變(Country，2017; Yu et al。 ，2019a)。視網膜毛細血管床連接模式不一致的原因之一是組織學和體內成像技術的廣泛差異，已被用來模擬視網膜毛細血管循環(huán)的結構。

糖尿病(DM)是一種流行病，預計在未來30年內會增加流行率。據估計，到2050年，僅在美國就有三分之一的成年人患有糖尿病(Boyle et al。 ，2001)。許多糖尿病患者最終會因為糖尿病視網膜病變(DR)而遭受某種形式的視力喪失。

微循環(huán)障礙是 DR 的一個關鍵特征，隨著時間的推移可以逐步發(fā)展。研究人員提供了 DR 的各種表現，如棉絮斑、視網膜出血和視網膜新血管形成(Ashton，1949; Cogan 等，1961a)。

在過去的二十年中，組織學和臨床成像技術在視網膜可視化方面取得了迅速的進展。例如，免疫組織化學與高分辨率共聚焦掃描激光顯微鏡的結合使得對健康和疾病中的視網膜微循環(huán)的精確研究成為可能(Yu et al。 ，2010b)。我們已經利用這些發(fā)展與孤立灌注技術的人類供體的眼睛，以提供新的定量信息之間的空間關系毛細血管床在視網膜。這些技術已經被用來擴大我們對病理生理機制的理解，這些機制是 DR 的基礎。我們的研究小組也進行了廣泛使用的成像工具的組織學驗證，例如使用人類供體眼睛的熒光血管造影(FA)和光學相干斷層掃描血管造影(OCTA)。

視網膜血管結構

視網膜內皮

視網膜內皮細胞形成視網膜脈管系統的最內層。

與脈絡膜內皮細胞相比，視網膜內皮細胞是非開窗的，通過緊密連接相互連接，或者阻塞帶形成血視網膜屏障(BRB)的一部分(Cunha-Vaz 等，2011)。

視網膜灌注的自動調節(jié)至關重要地依賴于血管活性物質(包括內皮素 -1和一氧化氮)的內皮釋放以響應全身血壓波動，缺氧和乳酸水平調節(jié)血管張力(Riva 等，1986; Yu 等，2004,2016)。

視網膜內皮細胞在形態(tài)學上是不均勻的(An 等，2020b; Yu 等，2010a)。動脈內皮細胞是長的紡錘形細胞，其長軸方向與血流方向平行。位于細胞體中央的內皮細胞的細胞核也被拉長，并具有相同的取向(圖1A)。與低階動脈和小動脈相比，高階視網膜動脈內皮細胞具有更長和相對狹窄的細胞體(圖1B)。毛細血管內皮細胞通常自行形成360 ° 的管狀結構，細長的橢圓形細胞核在管腔內形成向內凸出的局部區(qū)域(圖1C)。小靜脈的內皮細胞類似于毛細血管，但有兩個或更多的內皮細胞形成血管管(圖1D)。較大的小靜脈和靜脈有多邊形的內皮細胞和圓形的細胞核(圖1E)。

周細胞

先前稱為壁細胞的視網膜周細胞在低階視網膜血管，即毛細血管，小靜脈和末端小動脈的腔內方面被發(fā)現(Buzney 等，1983; Caporarello 等，2019; de Oliveira，1966)。在高階血管中，血管平滑肌細胞(vsMC)存在，盡管這兩種相關細胞類型之間的確切過渡點往往難以區(qū)分(圖3a)。

在健康的視網膜中，周細胞和內皮細胞的比例是1:1(Huang，2020; Yanoff，1966)。此外，弗蘭克和他的同事發(fā)現，周細胞過程覆蓋超過85% 的毛細血管周長(弗蘭克等，1990年)。周細胞功能包括通過血管生成素 -1/Tie-2增強 BRB，血小板衍生的生長因子途徑和通過細胞因子釋放調節(jié)免疫應答(Caporarello 等，2019; Huang，2020)。以前的研究也將收縮特性歸因于視網膜周細胞，這被認為在視網膜灌注自動調節(jié)中起關鍵作用(Alarcon-Martinez 等，2019; Das 等，1988; Hamilton 等，2010)。

視網膜中周細胞的功能與大腦中的周細胞有一些相似之處，它們是血流的關鍵調節(jié)因子之一(Gonzales 等，2020; Sengillo 等，2013)。值得注意的是，與脈絡膜不同，視網膜脈管系統沒有自主神經支配，區(qū)域血流主要由自動調節(jié)控制(Alarcon-Martinez 等，2019; An 等，2020b; Kureli 等，2020)。使用免疫組織學標記很難從 VSMC 中分離出周細胞(Huang，2020)。在我們最近的研究中，我們發(fā)現 Hoechst (細胞核) ，αSMA 和 F- 肌動蛋白標記的組合允許周細胞結構的準確可視化(An 等，2020b，2022a)。

視網膜血管平滑肌細胞

視網膜血管平滑肌細胞與周細胞屬于同一胚胎學譜系，存在于較大的視網膜小動脈、微靜脈、動脈和靜脈內。

血管平滑肌細胞收縮可以調節(jié)整個視網膜微血管系統的血流量。動脈血管平滑肌細胞也控制視網膜動脈的直徑和彈性，以承受波動的全身血壓和維持灌注。這反映了視網膜脈管系統的自動調節(jié)特性(Delaey 等，2000; Kornfield 和 Newman，2014; Yu 等，2019a; Yu 等，2010a)。

動脈 VSMC 在血管周圍形成密集的相互連接的肌纖維，排列成環(huán)狀模式，肌纖維的方向垂直于流動方向和內皮細胞的方向(圖4)。我們觀察到60μm 以上的大動脈，如視網膜分支動脈，可能含有兩層 VSMC，而較小的動脈含有一層 VSMC。血管平滑肌細胞的細胞核通常被拉長，長軸與細胞的方向相同。(圖2)。然而，一些不規(guī)則形狀的細胞核也在健康的視網膜中被觀察到(圖4B)。肌肉纖維也可能具有不規(guī)則的分支模式，并相互連接起來發(fā)揮合胞體的功能。與動脈血管平滑肌細胞相比，靜脈血管平滑肌細胞稀疏且組織較差(圖1)。

星形膠質細胞

星形膠質細胞是位于視網膜表面的神經膠質細胞，主要位于神經節(jié)層(gCL)和神經纖維層(NFL)(Reichenbach and Bringmann，2020)。它們被認為是在胚胎發(fā)生和視網膜發(fā)育過程中通過視神經遷移到視網膜的(Provis，2001; Watanabe and Riff，1988)。在 GCL 中，星形膠質細胞通常具有星狀形態(tài)，具有伴隨和環(huán)繞淺血管叢(SVP)的血管的長過程，同時支持視網膜神經節(jié)細胞(RGC)的附近軸突，形成神經血管單位(圖5A)(Yu 等，2010b)。

星形膠質細胞的一個關鍵功能是維持神經節(jié)細胞的穩(wěn)態(tài)，并與周細胞和內皮細胞一起形成 BRB 的一部分。

Muller細胞

Muller 細胞，或稱 Muller 神經膠質細胞，是脊椎動物視網膜神經膠質細胞的主要類型。在結構上，Muller 細胞不同于星形膠質細胞，因為它們是跨越整個神經視網膜厚度的大細胞，從玻璃體視網膜界面到光感受器層，其細胞體和細胞核位于內核層(INL)(Bringmann 等，2006; Kolb，1995)。Muller 細胞端足在玻璃體視網膜連接處形成內界膜。穆勒細胞與光感受器內部的粘附連接形成膜狀外觀，被稱為外界膜(OLM)。這兩個特征都有助于視網膜的結構完整性。鑒于 Muller 細胞的經視網膜特性，它們可以通過調節(jié)鈣的攝取和釋放來檢測和響應視網膜機械張力(Lindqvist et al。 ，2010)。

Muller 細胞還執(zhí)行大量非結構相關的功能，其中之一是通過介導離子，水和碳酸氫鹽運輸來維持視網膜細胞外環(huán)境的穩(wěn)態(tài)(Reichenbach 和 Bringmann，2013)。此外，Muller 細胞通過進行糖酵解參與光感受器的代謝循環(huán)，其產物乳酸被用作光感受器內的主要能量來源，使用 Kreb 循環(huán)。Muller 細胞也通過調節(jié)谷氨酸神經遞質的再攝取來參與神經元突觸活動的調節(jié)。一個新認識的生理功能的穆勒細胞是他們的作用，光傳輸通過視網膜。由于它們的經視網膜細胞結構，它們充當光纖電纜，使光能夠以最小的散射到達光感受器(Reichenbach 和 Bringmann，2013)。

小膠質細胞與循環(huán)炎性細胞

小膠質細胞是中樞神經系統和視網膜的常駐巨噬細胞。靜止的小膠質細胞以分支形式存在于內部和外部叢狀層(IPL; OPL)中，并在維持視網膜神經元穩(wěn)態(tài)和細胞碎片的吞噬作用中起關鍵作用，同時在其促炎和抗炎狀態(tài)之間保持平衡(Karlstetter 等，2015; Takahashi 等，2005)。在諸如 DR 等慢性疾病狀態(tài)下，高血糖和氧化應激增加導致小膠質細胞活化并重置有利于促炎癥狀態(tài)的平衡(Gonzalez-Scarano 和 Baltuch，1999; Kinuthia 等，2020)。當這種情況發(fā)生時，小膠質細胞從分枝形式轉變?yōu)樽冃蜗x形式，并且可以從叢狀層遷移到視網膜的其他部分(Vujosevic 等，2013)。促炎細胞因子釋放，包括白細胞介素 -1，白細胞介素 -6和腫瘤壞死因子-α α，導致視網膜組織炎癥和血管細胞功能障礙，并可能最終導致血管滲漏或閉塞。

除了小膠質細胞，循環(huán)白細胞也參與視網膜炎癥，血管功能障礙和閉塞。Noda 等報道了在糖尿病大鼠模型中觀察到白細胞與動脈和靜脈壁粘附的視網膜血管內的白血病抑制(Noda 等，2014)。在我們的實驗室中使用灌注標記方法進行的人供體眼研究發(fā)現，毛細血管內白細胞抑制可能在 DR 中毛細血管非灌注機制中起關鍵作用，并且微動脈瘤內的白細胞抑制提示微動脈瘤病理生理學的炎癥成分(An 等，2022b)。

視網膜孤立灌注

視網膜深部的精確標記和清晰可視化對于視網膜疾病領域的組織學家來說仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)，特別是當涉及到視網膜血管疾病的研究時。

研究視網膜脈管系統的常用方法包括胰蛋白酶消化，視網膜薄切片染色，全視網膜浸潤染色，血管內注射染料和電子顯微鏡(Ashton，1953; Cogan 等，1968)。每種方法都有其獨特的優(yōu)缺點。

胰蛋白酶消化是一種技術上具有挑戰(zhàn)性的方法，涉及在 Tris 緩沖液中用胰蛋白酶溶液消化非血管組織并仔細分離更耐藥的血管組織(Ashton，1963; Zhou 等，2013)。它可以清晰地顯示血管系統樹及其內皮細胞。然而，它有幾個明顯的局限性。首先，血管被壓扁，失去了它的三維血管構筑，使得空間相關性難以實現。其次，消化和物理處理組織可能無意中損害外部血管結構，如 VSMC 和周細胞，導致錯誤的概念細胞損失由于病理過程。

全視網膜浸潤染色滲透劑，如 Triton X-100允許標記血管和血管外組織。因此，需要仔細選擇用于血管標記的特異性抗體，以盡量減少血管外組織標記，使血管可視化。背景染色往往是不可避免的，盡管努力沖洗組織。此外，我們發(fā)現組織穿透的深度一般小于100微米。中央黃斑的厚度大于200微米，這使得更深的視網膜神經叢的可視化更加困難。

視網膜冷凍切片或石蠟切片可能是視網膜研究中最常用的方法。這種方法具有以下優(yōu)點: 1)可以使用多種抗體進行標記; 2)可以對每個供體視網膜進行陽性和陰性對照染色切片; 3)可以研究視網膜的每一層。這繞過了視網膜組織厚度相關的抗體滲透問題，以及與深層結構共聚焦顯微鏡成像相關的高噪聲信號。此外，視網膜切片可以使用透射電子顯微鏡成像，這提供了無與倫比的分辨率小細胞結構是不可能實現的使用光學顯微鏡。視網膜切片的折衷之處在于，對于研究者和讀者來說，視網膜結構很難跨越連續(xù)切片進行跟蹤，而且無法提供良好的血管樹的3D 概況。

染料注射法在20世紀中葉得到了廣泛的應用。注入的物質包括印度墨水和 PAS染色法(阿什頓，1953)。這種方法的優(yōu)點是可以精確地顯示視網膜血管疾病的非灌注模式。缺點包括在適當的壓力和速度下注射的技術挑戰(zhàn)，以確保完整的血管標記，同時保護血管不因高壓而破裂。灌注液中的氣泡也可能沿著通路剝離內皮細胞，并可能人為地產生“鬼血管”。

在過去的20年里，我們的研究小組已經完善了利用人類供體眼睛進行孤立眼灌注的技術。使用該技術收集的500多只眼睛的數據包含了本文討論的大部分組織學信息。人眼單獨灌注是一種類似于小動物研究中心內灌注的技術。

由于人類的視網膜是由一個視網膜中央動脈提供的，因此可以通過視網膜中央動脈或提供視網膜中央動脈的血管插管來完成視網膜脈管系統的完整標記。由于脈絡膜循環(huán)由20多條睫狀動脈提供，因此不可能通過單一睫狀動脈的插管實現完整的脈絡膜標記(Weiter 和 Ernest，1974; Yu 等，2014a，2014b)。由于灌注標記是一種血管內標記的方法，其功效不依賴于視網膜組織的厚度，能夠標記即使是視網膜最深的血管結構，同時血管外組織標記被最小化。

視網膜循環(huán)的組成

視網膜循環(huán)的地形特征不均勻，表現出明顯的偏心特化。

例如，提供錐形占優(yōu)勢的黃斑的毛細血管叢床的大腦皮質細胞結構學和形態(tài)與提供桿狀占優(yōu)勢的外周視網膜的毛細血管叢床明顯不同。

協調視網膜毛細血管床的形態(tài)特征是重要的，原因有以下幾點: 1)它將增加有關微循環(huán)在視網膜生理學和疾病中的作用的知識體系; 2)它將有助于新興技術的臨床解釋，促進視網膜毛細血管在體內的高分辨率可視化，作為檢測視網膜疾病和監(jiān)測疾病進展的手段。

4.1 黃斑視網膜循環(huán)

人類的黃斑直徑約為5.5毫米。Hogan 將黃斑從中心細分為四個同心環(huán): 中心小凹(0.35 mm 直徑) ，中心凹(1.85 mm 直徑) ，副中心凹(2.85 mm 直徑)和周圍凹(5.85 mm 直徑)(Hogan 等，1971)。

黃斑負責高分辨率視覺。它是視網膜內錐體感光細胞和 RGC 密度最大的部位。

黃斑循環(huán)的結構組織用于優(yōu)化營養(yǎng)物質-廢物的交換，而黃斑的功能需求需要一個透明的光路來優(yōu)化視力，這兩者之間存在著利益沖突。

毛細血管密度分布的增加作為改善能量傳遞的一種手段可能會影響視力，并通過干擾入射光的路徑而引起像差。然而，黃斑內毛細血管密度不足作為提高圖像分辨率的手段，不太可能滿足高密度 RGC 和其他神經元的巨大能量需求。

中心凹無血管區(qū)(FAZ)是中心凹的中心部分，沒有任何血管成分。這是一個生理標志，可以在幾乎每一個正常人的眼睛確定。FAZ 的大小在個體之間是高度可變的(Balaratnasingam 等，2016; Falavarjani 等，2018)。

有趣的是，在正常眼中，FAZ 的大小與最佳矯正視力之間的顯著關系尚未建立(Balaratnasingam 等，2016)。然而，在白化病，DR 和視網膜靜脈阻塞等疾病中(Balaratnasingam 等，2016; Lu 等，2018; Mansour 等，2021) ，FAZ 的大小與最佳矯正視力之間存在顯著關系。黃斑血管密度與視力之間的關系因此在健康和疾病中是不同的。

4.2 周邊視網膜循環(huán)

周邊視網膜循環(huán)支持桿狀優(yōu)勢視覺。與后極相比，周圍組織更薄，神經元的大小增加，周圍視網膜的密度更低(Toussaint 和 Danis，1970)。周圍視網膜脈管系統的結構組織可以說具有較低的光學約束，因為它不負責高視力的視力。毛細血管層的復雜性和數量在離心方向上從黃斑到遠端外周視網膜減少。在我們以前的研究中，我們已經表明，距離黃斑3mm 的偏心距由四個叢組成，距離黃斑6mm 的偏心距由兩個叢組成，距離黃斑9mm 的偏心距由單個叢組成(An 等，2021)(圖18)。這與3mm 神經叢(91.5 ± 24.3) ，6mm 神經叢(64.9 ± 15.7)和9mm 神經叢(44.0 ± 11.3)之間的總毛細血管密度降低有關。

外周和中周循環(huán)是重要的，因為它可以優(yōu)先參與缺血性視網膜血管疾病，如后極保留 DR (An 等，2021)。當在外周視網膜觀察到血管閉塞時，它常常涉及從小動脈水平到小靜脈的整個血管床。此外，當有外周血管閉塞的證據時，它通常涉及小動脈和小靜脈之間的所有毛細血管床。然而，我們有組織學證據顯示，在一些使用人類供體眼的周圍視網膜缺血的情況下，更深的毛細血管床優(yōu)先受累(圖19)。這一觀察結果表明，黃斑血管閉塞的病理生理機制在很多方面與外周視網膜不同(Bek，2013)。推而廣之，如果血管閉塞的病理生理機制在黃斑和外周視網膜之間是不同的，那么發(fā)生危及視力的并發(fā)癥如黃斑水腫和視網膜新生血管的風險也將是不同的。周邊視網膜血管阻塞的模式將在本文的后續(xù)章節(jié)中更詳細地討論。

糖尿病視網膜病變的表現

5.1 血管內皮功能障礙

血管內皮細胞在維持心血管穩(wěn)態(tài)中起著重要作用(Rubanyi，1993)。從細胞的角度來看，血管內皮功能障礙被認為是 DM 中發(fā)生的最早的致病性改變之一(Avogaro 等，2011; De Meyer 和 Herman，1997; Tousoulis 等，2012)。內皮功能障礙是指內皮細胞喪失執(zhí)行纖維蛋白溶解、血管舒張和抗血小板聚集等生理功能的能力(Avogaro 等，2011)。糖尿病患者血管內皮細胞的變化是彌漫性的，涉及心血管系統內的多個器官，包括心臟、大腦和頸動脈血管系統。內皮功能障礙是動脈粥樣硬化發(fā)生的特征，動脈粥樣硬化可發(fā)展為心肌梗死、中風、周邊動脈阻塞性疾病和頸動脈狹窄(Daiber 等，2017; Libby 等，2006)。糖尿病血管內皮功能障礙的發(fā)病機制是復雜的，并非單一的過程。更具體地說，盡管高血糖可以改變內皮功能，但有證據表明，盡管生化環(huán)境恢復到正常血糖狀態(tài)，內皮功能障礙仍可以進展(El-Osta 等，2008)。

介導糖尿病血管內皮功能障礙的高血糖以外的機制包括氧化應激，局部炎癥級聯和一氧化氮水平的消耗(Funk 等，2012)。

鑒于內皮功能障礙是糖尿病最早發(fā)生的血管改變之一，已經開發(fā)了一些臨床試驗來測量內皮活性，作為檢測和預測糖尿病心血管發(fā)病風險的手段。一些常用的測試包括:

1.

反應性充血的肱動脈高分辨率超聲成像-這種檢查通常被稱為血流介導的擴張。在這個測試中，前臂或手部缺血是通過一個充氣到收縮壓以上的袖帶中斷動脈血供而引起的。血管直徑從基線期到反應性充血期間觀察到的峰值的變化幅度被用作內皮功能的測量。所有受試者都不能很好地耐受這種檢查，這也取決于超聲操作者的技能(Deanfield 等，2007; Verma 等，2003)。

2.

外周動脈血壓測量-在反應性充血之前和期間評估脈搏波振幅，反應性充血是由使用充氣袖帶阻塞肱動脈血流引起的。反應性充血組血流量與對照組血流量之間的計算指數代表了內皮功能的測量值。這個測試與上面描述的流量介導的擴張具有相同的局限性(Deanfield 等，2007; Verma 等，2003)。

3.

一氧化氮等血管活性物質的靜脈閉塞體積描記術。在這個實驗中，測量前臂或小腿解剖室閉塞后的早期體積變化，用于估計動脈流入和內皮功能障礙的比率。這種檢查可能是侵入性的，有時需要肱動脈插管(Deanfield 等，2007; Verma 等，2003)。

4.

測量血栓調節(jié)蛋白、血管性假血友病因子、 E 選擇素、非對稱性二甲基精氨酸、細胞內粘附分子1(ICAM-1)、 C反應蛋白和銅/鋅超氧化物歧化酶的血清水平。這些檢測內皮功能障礙的缺點是出現假陽性和假陰性結果，以及陽性結果的特異性和敏感性有限。這種檢測具有侵入性，成本高昂，其特點是在進行檢測和結果返回之間存在延遲(Constans and Conri，2006; Leite et al。 ，2020)。

眼睛是為數不多的人體系統中的毛細血管循環(huán)可以直接可視化使用體內國家的最先進的臨床成像。盡管使用眼部脈管系統(特別是視網膜)作為評估彌漫性全身性微血管失調的生物標志物具有明顯的優(yōu)勢，但只有有限數量的研究利用和驗證了這一概念，使其可以以有意義的方式應用于日常臨床實踐。對視網膜內皮細胞的擾動是 DR 最早的特征之一，這一點已經得到確認(桂等，2020; Yu 等，1998b，2005)。鑒于使用 OCTA 可以解決直徑達7-8μm 的視網膜血管，應該有可能利用這種技術來研究 DM 中的內皮功能障礙(Yu et al。 ，2018,2021)。評估視網膜微血管功能障礙而不是全身性大血管疾病的明顯優(yōu)勢有很多。OCTA 技術的主要優(yōu)勢在于它是一種安全、快速和可重復的檢測方法，并且已經被證明可以克服目前用于評估上述內皮功能障礙的臨床試驗的許多局限性。在這篇文章的后續(xù)部分(第7.5節(jié)) ，我們提出了一種新的方法來檢測內皮功能障礙的糖尿病使用 OCTA。

5.2 視網膜微動脈瘤

雖然內皮功能障礙是糖尿病體循環(huán)內最早發(fā)生的功能障礙之一，但視網膜微動脈瘤是 DR 最早的視網膜異常的標志性結構改變(Ballantyne 和 Loewenstein，1944; de 等，1976; Hausler 和錫拜，1961; Pope，1960)。

換句話說，視網膜微動脈瘤是全球公認的臨床表現，是表征 DR 發(fā)病的第一個結構性變化。自1879年 Nettlesship 首次描述以來，圍繞糖尿病微動脈瘤的病理生理學已經有幾個爭議(Mackenzie 和 Nettleship，1879)。關于微動脈瘤的主要爭議之一是它們是否是由于血管壁外翻引起的基本結構異常，或者它們是否代表視網膜新生血管化的流產嘗試(Ashton，1963)。

微動脈瘤形成的推定致病機制包括周細胞丟失，基底膜損傷，內皮增殖，毛細血管血流動力的增加和區(qū)域血管增殖生長因子的上調(Aguilar 等，2003; Ashton，1963; Cogan 等，1961a; Pope，1960; Tolentino 等，2002)。了解微動脈瘤的病理生理學非常重要，原因有以下幾點:

1)

由于它們是 DR 最早的臨床可識別的表現之一，延遲或阻止微動脈瘤的形成可能會阻止其他視網膜血管并發(fā)癥的發(fā)展，如缺血和視網膜新生血管。

2)

了解為什么一些微動脈瘤退化(圖20)可以提供新的見解，如何結構改變的 DR 可以逆轉沒有遺留的永久性結構損傷或視力喪失。

總之，我們的分析表明，控制毛細血管非灌注區(qū)域微動脈瘤形成和進展的途徑可能與那些灌注相對保留的區(qū)域不同。我們發(fā)現，在毛細血管無灌注區(qū)域內，微動脈瘤進展的時間表可能以周細胞的初始喪失為特征，之后發(fā)生腔內擴大和炎性細胞浸潤。在毛細血管無灌注區(qū)域，只有1.4% 的微動脈瘤表現為炎性細胞和周細胞的保存。最大的微動脈瘤是那些表現為腔內炎性細胞和周細胞缺乏的動脈瘤。

5.3視網膜缺血

DR 最具破壞性的后遺癥之一是視網膜缺血的發(fā)展。

重要的是要記住，DR 中的血管損傷主要發(fā)生在微循環(huán)水平，視網膜內最常發(fā)生閉塞性損傷的部位是毛細血管系統(Ashton，1963; Cogan 等，1961)。在這方面，DR 的病理生理學與視網膜大血管疾病如視網膜動脈或靜脈阻塞有很大的不同。視網膜缺血是 DMO 和視網膜新生血管形成發(fā)展的危險因素，這兩者都是 DR 的主要威脅視力的并發(fā)癥(Ramirez 等，2011; Wessel 等，2012)。這可能是因為視網膜缺血的發(fā)生引發(fā)了一系列的生化和病理通路，最終導致 VEGF 和其他促血管生成因子的上調。正如上一節(jié)所討論的，VEGF 的上調在破壞 BRB 中起著推定的作用(Murata 等，1996; Ozaki 等，1997)。它也在病理性血管生成和新血管的發(fā)展中起關鍵作用(Aiello 等，1995; Miller 等，1994; Ozaki 等，1997)。盡管視網膜新生血管化是視網膜缺血最嚴重的后遺癥之一，但應該強調的是，其他致病機制也支持 DR 中視網膜新生血管化的形成和進展作為例子，盡管綜合性全視網膜光凝治療(圖33，圖34)。因此，類似于 DMO，多種生化途徑驅動視網膜新生血管在 DR 視網膜缺血然而是一個關鍵因素在這個過程中。

5.4糖尿病視網膜病變黃斑血流模式的改變

鑒于視網膜缺血是永久性的，并且是 DR 中不可逆損傷的標志性特征，因此了解缺血發(fā)展之前的血管變化將是設計任何減輕缺血發(fā)展的干預措施的關鍵。已有研究表明，黃斑灌注異常先于視網膜缺血的發(fā)展(Cringle 等，1993)?？赡艿那闆r是，如果在可逆性細胞損傷的狀態(tài)下檢測到微循環(huán)障礙，那么適當的治療干預可以防止或延緩缺血的發(fā)展。目前，視網膜體內灌注的可視化和定量是非常困難的。然而，可以利用組織學信息推測視網膜灌注在 DR 中是如何受到干擾的。以下章節(jié)將結合我們在該領域的組織學研究討論 DR 中的黃斑灌注異常。

5.5 中樞和外周缺血的病理學差異

組織學研究表明，周圍缺血的病理學不同于黃斑缺血。諾曼 · 阿什頓1953年的報告顯示，DR 患者的外周缺血常常是由于大的有序小動脈閉塞導致毛細血管床彌漫性不灌注所致(阿什頓，1953)。他還發(fā)現，在正在閉塞的毛細血管網絡的動脈一側，一些眼睛顯示動脈和靜脈毛細血管系統之間的血管連接擴張。這些組織學觀察結果在 Bresnick 等人的臨床血管造影報告中得到驗證，顯示 DR 中視網膜小動脈水平的阻塞，在閉塞部位下游的外周視網膜內毛細血管床嚴重閉塞(Bresnick 等，1975)。

相比之下，我們的組織學評估表明，黃斑內的血管閉塞主要涉及選擇性毛細血管段和/或毛細血管床。在我們對100只 DR 眼的調查中，我們還沒有看到由于小動脈水平的閉塞而導致黃斑毛細血管床彌漫性不灌注的模式，即在黃斑缺血的面部，幾乎總是有一些 SCP、 ICP 或 DCP 的毛細血管段明顯灌注。綜上所述，臨床和組織學資料表明，周圍性視網膜缺血的致病機制可能與中央性視網膜缺血不同。上文提供了與周圍血管和黃斑血管閉塞相關的組織學改變。因此，DR 中血管閉塞的治療可能需要根據血管閉塞的表型模式進行調整。

視網膜循環(huán)的臨床影像學表現

1.眼底彩照

除檢眼鏡外，彩色攝影是檢測和記錄 DR 并發(fā)癥的最古老方法。彩色攝影的主要優(yōu)點是安全、快速、相對便宜和廣泛使用。它也是記錄視網膜隨時間變化的時間順序的一個極好的工具，并作為一個教育工具為患者。

最早的委員會之一，以促進彩色攝影的應用，努力特點 DR 在一個標準化的方式是1968年艾利研討會(ETDRS，1969年)。分類模式隨后被認為是 Airlie-House 分類(Goldberg 和 Jampol，1987)。七個標準的攝影領域被修改，隨后被用于糖尿病視網膜病變研究(DRS)和 ETDRS (ETDRS，1981)。ETDRS 研究的結果仍然是臨床上分類 DR 嚴重程度的金標準。在這個系統中，建立了彩色攝影標準的存在出血，硬滲出物，微動脈瘤，IRMA 和新血管化的視盤和/或視網膜。選擇攝影領域是因為它們對視覺功能的重要性，例如視盤和黃斑，以及它們參與早期 DR，例如黃斑的顳區(qū)。

雖然7場彩色攝影允許一個標準化的方法分級 DR 它是相關的一些限制。最重要的是，彩色攝影的空間分辨率不允許視網膜毛細血管的清晰可視化。在本文中，我們提供了強有力的證據來強調可視化毛細血管循環(huán)以便早期檢測 DR 的重要性。彩色攝影用于評估毛細血管的局限性在臨床試驗中使用彩色攝影的方式中得到了例證。在 DRS 中，彩色攝影被用來定義新血管形成或玻璃體出血的發(fā)生的高風險 PDR (ETDRS，1987)。ETDRS 系列報告評估了各種治療策略，主要是激光治療黃斑水腫。彩色攝影在 DR 最早期階段的治療中應用有限，在這個階段，預計干預措施將提供更大的機會來減少威脅視力的并發(fā)癥的發(fā)生。

2.熒光素血管造影（FA）

視網膜染色血管造影一直被認為是評價視網膜脈管系統的金標準技術。Novotny 和 Alvis 是開發(fā)這種技術的兩名醫(yī)學學生，并在1961年發(fā)表在《循環(huán)》(Novotny 和 Alvis，1961)中報告了這種方法在臨床實踐中的應用。自該報道以來，熒光素已成為視網膜血管造影中應用最廣泛的染料，吲哚菁綠血管造影(ICGA)在視網膜血管疾病研究中的臨床應用要少得多。

除了說明視網膜循環(huán)的結構特征外，FA 還有許多其他方面共同傳達關于視網膜和體循環(huán)狀態(tài)的重要信息(圖48)。例如，手臂到視網膜轉運時間的顯著延遲可以表明伴隨的頸動脈疾病，并且需要使用頸動脈超聲檢查或基于對比的血管造影作為預防中風的措施來研究頸動脈血管系統(Sarkies 等，1986)。此外，FA 是研究 BRB 完整性，特別是黃斑部完整性的精確方法。黃斑水腫經常會出現黃斑內的熒光素滲漏，如果評估 OCTA 或黃斑的彩色攝影圖像，很容易忽略這一點。視網膜血管彌漫性染色和深部毛細血管循環(huán)滲漏可能提示后段血管內皮生長因子濃度升高，并可能預示這些患者對玻璃體內抗 VEGF 治療有更大的反應。FA 也提供了一種可靠的方法，檢測毛細血管缺血設置 DR 以及量化的程度缺血。由于上述原因，包括 OCTA 在內的新型血管造影技術還沒有超越 FA 的顯著優(yōu)勢。因此 FA 仍然在 DR 的管理中發(fā)揮著重要作用，盡管 OCTA 技術的引入，FA 并不是一個過時的調查，仍然被眼科醫(yī)生廣泛使用。

3.OCTA

OCTA 是目前臨床應用于視網膜循環(huán)成像的最新成像技術。在 OCT 平臺上開發(fā)的 OCTA 的一個主要優(yōu)點是它提供了視網膜循環(huán)的深度分辨圖像。有許多優(yōu)秀的文章概述了 OCTA 的原則，因此我們不會在本報告中重復相同的信息(Kashani 等，2017; Makita 等，2006; Spaide 等，2018)。簡而言之，使用 OCTA 的血流通過比較連續(xù)獲得的 OCT B 掃描和計算每個像素的掃描之間的差異來可視化，突出了理論上應該只是脈管系統的變化區(qū)域。OCTA 是基于這樣一個前提: 在一個非常短的時間間隔內，發(fā)生在組織區(qū)域內的唯一結構性變化是視網膜循環(huán)中細胞的運動。OCTA 的一個主要優(yōu)勢是，它允許視網膜循環(huán)的可視化標簽免費，這是視網膜脈管系統的可視化沒有管理的熒光素或其他染料。因此，這是一個無風險的程序，是迅速和耐受性良好的病人。使用 OCTA 獲得的血管信息可以在正面和橫面上顯示出來。

OCTA 的一項重要發(fā)展是引進超寬頻系統。一些商業(yè) OCTA 系統已經促進了在單個眼底圖像中高達80度視野的可視化(Khalid et al。 ，2021)。UWF-OCTA 的主要優(yōu)勢在于它捕捉到了缺血和新生血管化的區(qū)域，而這些區(qū)域在單獨的臨床評估中可能會被忽略。這是一個顯著的優(yōu)勢，例如，在妊娠患者的評估中，妊娠是 DR 進展的重要危險因素，并且由于在懷孕期間傾向于避免手術(Chew 等，1995; Temple 等，2001)。Sawada 等比較了在 DR 中 UWF-FA 和 UWF-OCTA 上觀察到的視網膜非灌注和新生血管形成(Sawada 等，2018)。使用 UWF-FA 作為金標準，他們報道 UWF-OCTA 檢測非灌注的靈敏度為98% ，UWF-OCTA 檢測新血管形成的靈敏度為100% 。

未來方向

到目前為止，我們已經提出了幾條證據來證明視網膜微循環(huán)的變化與 DR 的病理生理學有著內在的聯系。因此，保留毛細血管和內皮功能是預防 DR 視力喪失的關鍵策略。在本節(jié)中，我們將重點介紹 DR 領域中需要更多研究重點的領域，以提高我們對這種復雜疾病的理解，并且能夠更早地檢測疾病誘導的結構和功能變化，這些變化導致視力喪失。

7.1?臨床組織學相關性研究的重要性

多模式視網膜成像是 DR 管理的重要組成部分。臨床實踐中常用的主要成像工具包括結構 OCT、彩色攝影、 FA 和 OCTA。

成像技術有了很大的進步，現在可以研究視網膜的幾乎細胞樣的細節(jié)。例如，許多商用結構 OCT 設備的空間分辨能力已經提高到6微米以上，并允許對不同的黃斑帶進行精確的可視化。OCT 技術的這一特性已經被用來提高我們對老年黃斑變性(AMD)的理解。最近在 AMD 領域的大部分工作已經由美國阿拉巴馬州伯明翰大學的克里斯汀 · 柯西奧實驗室完成。他們的集體工作提高了我們對 AMD 進展和萎縮發(fā)展中的 RPE，Drusen 和新血管形成的理解(Gambril 等，2019; Li 等，2018; Tan 等，2018; Tong 等，2016)。最重要的是，這項研究已經確定了臨床醫(yī)生能夠識別黃斑萎縮發(fā)展前兆的方法。他們的工作還驗證了 OCT 與不同類型的黃斑新血管形成的相關性，并大大提高了臨床醫(yī)生以極高的精確度解釋成像技術的能力(Dolz-Marco 等，2018; Litts 等，2016; Tong 等，2016)。Curcio 團隊的大部分臨床組織學相關工作都采用了人類捐獻者眼睛的離體 OCT 成像，然后進行死后組織處理。他們的工作促進了 OCT 特征和高分辨率組織學之間精確的點對點關聯。類似的臨床組織學相關工作，利用 OCT 將顯著有利于領域的 DR，但目前還缺乏。

7.2?在糖尿病中調和腎臟與視網膜的致病聯系

糖尿病腎病是全球發(fā)病的主要原因。近45% 的1型糖尿病患者在其一生中會出現臨床上明顯的糖尿病腎病(Gross et al。 ，2005)。預測糖尿病腎病和 DR 發(fā)展的危險因素有很大的重疊。兩種疾病表現共同的危險因素包括全身性高血壓、血糖控制不佳、疾病持續(xù)時間和懷孕(Davis，1992; Gross 等，2005)。在糖尿病腎病中還可以看到兩個與 DR 重疊的關鍵組織學特征:

1.

腎小球基底膜(GBM)增厚-這是表征糖尿病腎病最早的變化之一，通常發(fā)生在發(fā)病后1-2年內(Tsilibary，2003)。GBM 增厚先于微量白蛋白尿。類似于視網膜周細胞，腎足細胞包圍腎毛細血管，與 GBM 增厚有內在聯系(White et al。 ，2002)。受損的足細胞被認為在破壞 GBM 的合成和降解途徑之間的平衡中起關鍵作用。

2.

腎傳入和傳出小動脈的透明化和內皮損傷-透明化是由于腎小球內皮細胞，GBM，腎小球簇和 Bowmans 膠囊之間血漿蛋白的滲出和積累(Smith，1955)。

考慮到 DR 和糖尿病腎病在臨床危險因素和組織學特征上的重疊，直覺上認為其中一個的自然過程可能調節(jié)另一個。Klein 和他的同事研究了糖尿病腎病的組織學測量和使用彩色攝影分級的 DR 的嚴重程度之間的關系(Klein，2006)。在控制糖尿病病程和糖化血紅蛋白(HbA1c)水平后，他們發(fā)現 DR 的嚴重程度與 GBM 寬度和組織學分級的腎小球病變指數顯著相關。腎功能減少與晚期視力障礙糖尿病腎病嚴重有關(圖66)。Park 及其同事通過對腎功能和蛋白尿的系列測量評估了彩色攝影中臨床 DR 之間的關系(Park et al。 ，2019)。他們的研究揭示了兩個重要的發(fā)現: 1)更大比例的慢性腎臟疾病患者表現出 DR 的進展; 2)調整糖尿病持續(xù)時間后，糖化血紅蛋白、基線腎功能和使用血管緊張素轉換酶(ACE)抑制劑的慢性腎臟疾病進展的風險與 DR 的嚴重程度獨立相關。具體而言，NPDR 患眼的慢性腎病進展風險是無 DR 患眼的2.9倍，PDR 患眼的慢性腎病進展風險是無 DR 患眼的16.6倍。圖66提供了一個說明性病例。此外，在這種情況下，盡管激光或手術干預通常有助于降低視網膜病變進展的風險，但視網膜病變的進展仍然相當常見(圖67)。

考慮到在 DM 中，腎臟疾病的發(fā)病機制與視網膜疾病以一種復雜的方式聯系在一起，使用視網膜生物標志物可以預測發(fā)生腎臟疾病并發(fā)癥的風險，反之亦然。盡管我們已經提供了幾條證據來證明當不可逆的終末器官損傷已經發(fā)生時的聯系，例如在 PDR 或慢性腎臟疾病中，幾乎沒有腎臟或視網膜生物標志物可以預測早期器官功能障礙。眼睛的光學特性使視網膜毛細血管的可視化和延伸，檢測內皮功能障礙。將來自最先進的高分辨率視網膜成像技術的內皮功能障礙和視網膜灌注指標與新的糖尿病腎病生物標志物聯系起來，可以進一步擴展我們對糖尿病視網膜-腎臟病理聯系的理解。更具體地說，如果使用臨床影像檢測到的視網膜內皮功能障礙可以用來預測腎功能障礙的風險和程度，它可以提供一種非侵入性檢測糖尿病腎病的方法。這是一個值得進一步探討的重要概念，因為它可以避免為檢測糖尿病腎病而進行侵入性、昂貴和耗時的尿液和血液檢測。最終，這些技術可以幫助降低發(fā)病率，降低醫(yī)療成本，改善腎臟和視力的結果。

7.3?協調糖尿病視網膜病變和糖尿病周圍神經病之間的關系

糖尿病周圍神經病(dPN)是糖尿病最常見的并發(fā)癥之一(Dyck et al。 ，1993)。DPN 發(fā)生的重要危險因素包括 DM 的持續(xù)時間、年齡增長、 HbA1c 水平和 DR (Liu et al。 ，2019)。經過23年的平均隨訪，33% 的糖尿病控制和并發(fā)癥試驗(DCCT)患者出現 DPN (Braffett et al。 ，2020)。DPN 的病理生理學是復雜和多因素的(Feldman 等，2017)。微血管紊亂在 DPN 發(fā)展中的重要性可以通過組織學研究得到證實，這些研究揭示了人類 DPN 標本中神經內膜毛細血管內的內皮細胞增生和肥大，基底膜增厚，管腔狹窄和周細胞丟失的證據(Malik 等，1989,1992; Thrainsdottir 等，2003; Yasuda 和 Dyck，1987)。

DPN 和 DR 之間的致病性聯系已有報道。Deghani 等研究了1型糖尿病患者 DPN 與 NFL 減少之間的關系。他們發(fā)現，與無 DPN 患者相比，DPN 患者的視神經上部 NFL 明顯變薄(Dehghani 等，2017)。Srinivasan 及其同事表明，使用 OCT 測量的視網膜厚度在 DPN 眼中的中央凹和周圍凹顯著降低(Srinivasan 等，2017)。在橫向研究中，Rasheed 等分析了500例2型糖尿病患者，發(fā)現86% 的 DR 患者也表現為 DPN (Rasheed 等，2021)。巴爾等人評估了超過1000名患有葡萄糖耐受不良和空腹血糖受損的受試者，發(fā)現在調整了年齡，性別，高血壓，降脂藥物和總膽固醇的影響后，神經病變評分與白蛋白尿和視網膜病變獨立相關(巴爾等人，2006)。

DR 和 DPN 之間的聯系可能并不直觀，因為視網膜中的 NFL 和 RGC 變薄代表了中樞神經系統的變化，而 DPN 是一種周圍神經疾病。從解剖學的角度來看，NFL 也是一個無髓鞘的結構，而 DPN 通常涉及的神經是有髓鞘的雪旺細胞，如腓腸神經。DR 和 DPN 中微血管紊亂之間的關聯難以研究，因為 DPN 的嚴重程度也被其他疾病途徑如神經中晚期糖基化終產物的多元醇途徑激活和積累所混淆(Peng 等，2020)。皮膚的微循環(huán)可以通過視頻毛細管鏡直接觀察到，同樣，視網膜的微循環(huán)也可以通過 OCTA 和其他血管成像方式觀察到。這為研究兩個系統之間微循環(huán)變化的關聯提供了一個獨特的機會。然而，這樣詳細的研究還有待進行。Uyar 等研究了使用彩色攝影和 OCT 測定的甲襞視頻毛細管鏡和 DR 之間的關系(Uyar 等，2016)。發(fā)現 PDR 患者甲襞毛細血管鏡檢查異常顯著高于 NPDR 或無 DR 患者，然而，本研究沒有專門研究視網膜毛細血管的結構或動態(tài)變化。Li 及其同事指出，血流介導的擴張(FMD)等內皮功能障礙的動態(tài)測量可能與 DPN 的嚴重程度相關(Li et al。 ，2022)。他們發(fā)現，只有2% 的 FMD 測量值 > 7% 的患者表現出嚴重的神經損傷，而70% 的 FMD 測量值 < 4% 的患者表現出嚴重的神經損傷。正如本報告前一部分所概述的，手足口病研究可能是主觀的和侵入性的。通過研究內皮功能障礙的視網膜毛細血管成像生物標志物與 DPN 嚴重程度之間的關系，可能有可能確定新的視網膜生物標志物，預測某些亞型 DPN 的發(fā)病和自然進程。

7.4?定義神經膠質病變在糖尿病視網膜病變中的作用

神經膠質細胞是中樞神經系統中支持神經元的關鍵細胞。神經膠質細胞的密度比神經元的密度高出幾個數量級，在人類皮層中大約有600億到160億個神經元(Azevedo et al。與神經元組織相比，神經膠質過多也是視網膜和視神經的特性(Balaratnasingam 等，2014)。

人類視網膜含有三種類型的膠質細胞: 星形膠質細胞，Muller 細胞和小膠質細胞(Reichenbach 和 Bringmann，2020; Vecino 等，2016)。星形膠質細胞和穆勒細胞被歸類為大膠質細胞。星形膠質細胞主要定位于 NFL 和 GCL。Muller 細胞是橫跨 ILM 和 OLM 之間的整個視網膜厚度的放射狀神經膠質細胞。人視網膜中有近500萬個 Muller 細胞，Muller 細胞的細胞體位于 INL。顧名思義，小膠質細胞比大膠質細胞小得多，類似于血源性吞噬細胞(Vecino et al。 ，2016)。它們在 GCL、 IPL、 OPL 及血管周圍的濃度最高?？偟膩碚f，視網膜神經膠質維持神經元的活力和支持視覺功能?？偟膩碚f，視網膜大膠質細胞維持視網膜神經元的健康和代謝活動，而小膠質細胞主要是維持視網膜穩(wěn)態(tài)的先天性免疫細胞。眼科文獻包括許多詳細的報告，提供有關視網膜神經膠質結構和功能的非常具體的信息(Coorey 等，2012; Reichenbach 和 Bringmann，2020; Sorrentino 等，2016; Vecino 等，2016)。這些信息將不會在本節(jié)中重復，并且超出了本文的范圍。

鑒于視網膜神經膠質在維持視網膜穩(wěn)態(tài)中的關鍵作用，預計它們也在 DR 的病理生理學中發(fā)揮不可或缺的作用。然而，關于這個問題的科學信息相對缺乏。在 DR 的不同階段對視網膜神經膠質的功能和結構變化進行系統的評估將是我們進一步了解這種復雜疾病的基礎。我們現在將提供一個什么已經在這個領域的報告摘要。

7.5視網膜的灌注和氧氣處理

有關視網膜微循環(huán)的灌注和血流速度的信息對于低估視網膜神經元的氧輸送至關重要。

研究人眼視網膜灌注的一個主要挑戰(zhàn)是視網膜灌注的時空特性有顯著的變化(Yu et al。 ，2019a)。視網膜灌注出現巨大瞬間變化的一個原因是在明視和暗視條件下維持視覺功能所需的能量快速波動和不同。

與中樞神經系統的許多脈管系統不同，視網膜缺乏自主神經支配，依賴于局部機制來調節(jié)血流。神經血管偶聯是一個經常與功能性充血交替使用的術語，指的是一種機制，通過這種機制，局部血流量的即時變化可以在神經組織內響應功能活性的變化而發(fā)生(Hamilton 等，2010; Iadecola，2017; Lecrux 和 Hamel，2011)。前饋信號和代謝負反饋信號的組合有助于神經血管耦合。視網膜神經膠質細胞是神經血管偶聯的主要貢獻者(Metea 和 Newman，2006; Paemeleire，2002; Reichenbach 和 Bringmann，2013)。

人類視網膜血管樹中功能性充血的確切位置仍然存在爭議。Kornfield 和 Newman 使用嚙齒動物視網膜進行了功能性充血的研究，并觀察到它主要由小動脈介導(Kornfield 和 Newman，2014)。Curtis 及其同事還使用分離的視網膜脈管系統進行了大量的離體工作，以證明視網膜小動脈通過調節(jié)管腔直徑在調節(jié)血流中起關鍵作用(Curtis 等，2018)。Mishra 和 Newman 的研究表明功能性充血在1型糖尿病中以時間依賴的方式減弱(Mishra 和 Newman，2010)。使用 STZ-嚙齒動物 DR 模型，他們發(fā)現光誘發(fā)的小動脈擴張在疾病發(fā)生7個月后減少了58% 。在發(fā)病4個月后，與對照組相比沒有變化。通過研究 Muller 細胞和星形膠質細胞在細胞內鈣增加后的血管舒縮反應，他們能夠得出結論: 血管系統的異常膠質調節(jié)是功能性充血喪失的關鍵機制。他們能夠證明糖尿病視網膜中膠質細胞誘發(fā)的血管舒張減少，而膠質細胞誘發(fā)的血管收縮增加。在隨后的報告中，Mishra 和 Newman 表明，通過靜脈注射氨基胍可以逆轉糖尿病功能性充血的一些喪失(Mishra 和 Newman，2011)。由于氨基胍是一種可誘導的一氧化氮合酶抑制劑，可降低一氧化氮濃度，他們得出結論，這種治療恢復了視網膜的神經血管耦合機制。

然而，嚙齒動物和人類視網膜之間存在著重要的解剖學差異，即嚙齒動物的視網膜缺乏一個專門的黃斑。在本報告的早期部分，已經提供了組織學證據，表明在人眼中可能存在其他視網膜灌注的控制點，如 αSMA 蛋白質的分布所證明的(An 等，2020b)。ΑSMA 在 SVP 和 ICP 的濃度越高，表明這些微循環(huán)床比二氯丙醇具有更大的自動調節(jié)能力。小靜脈和靜脈交界處 αSMA 濃度的增加也提示該部位可能具有括約肌樣功能并調節(jié)血液流出血管床。

參考

Balaratnasingam C, An D, Hein M, Yu P, Yu DY. Studies of the retinal microcirculation using human donor eyes and high-resolution clinical imaging: Insights gained to guide future research in diabetic retinopathy. Prog Retin Eye Res. 2023 May;94:101134. doi: 10.1016/j.preteyeres.2022.101134. Epub 2022 Oct 29. PMID: 37154065.