从因果推断到干预靶点：组织蛋白酶H在增殖期糖尿病视网膜病变中的关键作用

2026年2月，中国学者在《J Transl Med.》发表题为《Cathepsin H as a causal risk factor and therapeutic target in proliferative diabetic retinopathy》的研究。采用双向孟德尔随机化（Mendelian randomization，MR）分析，探索组织蛋白酶与不同糖尿病视网膜病变（DR）分期之间的因果关系，并通过多变量MR、贝叶斯加权MR和共定位分析进行验证。

背景

组织蛋白酶是重要的溶酶体蛋白酶，既往研究提示其参与DR的发生发展，但其是否具有因果作用及潜在治疗价值仍不清楚。

方法

本研究采用双向孟德尔随机化分析，探索组织蛋白酶与不同DR分期之间的因果关系，并通过多变量MR、贝叶斯加权MR和共定位分析进行验证。利用单细胞RNA测序（single-cell RNA sequencing，scRNA-seq）刻画DR患者及DR小鼠模型中相关组织蛋白酶的细胞表达特征。通过Proteomics Drug Atlas筛选候选抑制剂，并结合分子对接与分子动力学模拟评估其结合稳定性。进一步通过细胞实验（CCK-8、划痕实验、LysoTracker染色）验证药物效果。

结果

组织蛋白酶H（CtsH）与增殖期糖尿病视网膜病变（PDR）存在因果关联（IVW：p=0.01，OR=1.059），并在多变量MR和贝叶斯MR中得到一致验证。共定位分析显示CtsH与PDR共享遗传变异位点（PP.H4=99.99%）。scRNA-seq结果表明，CtsH在DR患者外周血单核细胞中的单核细胞，以及DR小鼠视网膜中的大胶质细胞和内皮细胞中显著上调。分子对接显示SSR69071和PF429242可稳定结合CtsH（结合能分别为−7.7和−6.6kcal/mol），100ns分子动力学模拟进一步证实复合物具有良好稳定性。体外实验结果显示，在安全浓度范围内（SSR69071≤1μM；PF429242≤10μM），两种化合物均可时间和剂量依赖性抑制内皮细胞迁移和创面愈合，其中PF429242还可增加溶酶体面积。

结论

CtsH水平升高是PDR的独立因果风险因素。SSR69071和PF429242表现出良好的抑制效果，支持CtsH作为PDR的潜在生物标志物和治疗靶点。

为系统评估组织蛋白酶与DR不同分期之间的因果关系，研究依据STROBE-MR规范开展了双向孟德尔随机化分析，并通过多变量MR、贝叶斯加权MR（BWMR）及多种敏感性分析进行验证。单因素MR结果显示，组织蛋白酶H（CtsH）水平升高与重度非增殖期DR和PDR风险显著增加相关，其中与PDR的关联最为稳健。双向MR分析未发现反向因果关系，即DR分期并不会反向影响CtsH水平。

敏感性分析结果支持结论的可靠性，未发现明显的水平多效性或无法解释的异质性。在校正其他组织蛋白酶影响后，多变量MR显示CtsH仍然与PDR风险独立相关，而BWMR分析进一步强化了CtsH与PDR之间的因果联系。

共定位分析进一步表明，CtsH与PDR共享同一遗传变异位点，为因果关系提供了有力支持。单细胞转录组结果显示，CtsH在DR患者单核细胞及DR小鼠视网膜的大胶质细胞和内皮细胞中显著上调，且这种差异来源于单细胞层面的表达增强。分子对接和动力学模拟提示SSR69071和PF429242可稳定结合CtsH。体外实验表明，这两种化合物在安全浓度下可抑制内皮细胞迁移，其中PF429242还可调节溶酶体形态和活性。整体结果支持CtsH是PDR的因果风险因素，并具有潜在治疗价值。

研究设计

本研究遵循STROBE-MR规范，采用双样本孟德尔随机化分析组织蛋白酶与糖尿病视网膜病变的因果关系。组织蛋白酶的遗传工具变量来自3301名欧洲人群的GWAS，DR结局数据来源于FinnGen数据库。工具变量经过严格筛选，以保证独立性、强度和无混杂。主要分析方法为随机效应IVW，并结合加权中位数、MR-Egger、MR-PRESSO、多变量MR和贝叶斯加权MR进行稳健性验证，同时开展双向MR以排除反向因果。进一步通过共定位分析评估是否存在共享因果位点。机制层面结合单细胞RNA测序定位关键组织蛋白酶的细胞来源，并通过分子对接、分子动力学模拟及内皮细胞实验，验证潜在抑制剂的结合稳定性和功能效应。

本研究通过孟德尔随机化分析、共定位分析和多种敏感性检验，系统证实组织蛋白酶H（CtsH）是增殖期糖尿病视网膜病变（PDR）的独立因果危险因素，而非疾病进展的被动结果。整体来看，该研究将遗传因果证据、细胞定位和功能实验相结合，明确了CtsH在PDR发生发展中的核心作用，并为其作为生物标志物和治疗靶点提供了较为完整的证据链。