膠質細胞及其相關細胞因子在視網(wǎng)膜前膜形成中的作用▲

鐘海彬 許吉萍

(廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院眼科，南寧市 530027)

膠質細胞及其相關細胞因子在視網(wǎng)膜前膜形成中的作用▲

鐘海彬*許吉萍

(廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院眼科，南寧市 530027)

視網(wǎng)膜前膜由視網(wǎng)膜色素上皮細胞、血管內皮細胞、膠質細胞等組成，而促發(fā)視網(wǎng)膜前膜中的增生性糠尿病視網(wǎng)膜前膜(PDR)和增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變(PVR)，一些特殊細胞和生長因子的高表達有一定關系，尤其是視網(wǎng)膜前膜中的膠質細胞能表達一些營養(yǎng)因子和轉錄因子(如NF-κB)，在其中起著主導作用。

視網(wǎng)膜前膜；膠質細胞；細胞因子；轉錄因子；增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變；增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變

視網(wǎng)膜前膜(epiretinal membrane，ERM)分為特發(fā)性視網(wǎng)膜前膜和繼發(fā)性視網(wǎng)膜前膜兩類，其中繼發(fā)性視網(wǎng)膜前膜的發(fā)生與多種眼部疾病有關，包括增生性糖尿病視網(wǎng)膜前膜(PDR)和增殖性玻璃體視網(wǎng)膜病變(PVR)。研究顯示PDR或PVR的臨床分級與玻璃體液中一些特殊細胞因子和生長因子的高表達具有相關性。在繼發(fā)性視網(wǎng)膜前膜組織中也能檢測到這些因子及其受體的表達。視網(wǎng)膜前膜由視網(wǎng)膜色素上皮細胞、血管內皮細胞、膠質細胞等多種細胞組成，然而膠質細胞在其中的作用還不清楚。而視網(wǎng)膜前膜中的膠質細胞能表達一些營養(yǎng)因子受體和轉錄因子(如NF-κB)，提示視網(wǎng)膜前膜的形成可能涉及膠質信號轉導。為此，我們對近期關于視網(wǎng)膜前膜的一些臨床和實驗室研究進展進行綜述。

1 視網(wǎng)膜前膜形成之概述

1.1 類型和組成 老年患者中黃斑區(qū)或黃斑周圍的視網(wǎng)膜前膜會引起視力下降、視物變形、視物變小或偶爾的單眼復視[1]，如果不合并其他眼部病變，我們稱之為特發(fā)性視網(wǎng)膜前膜(Idiopathic epiretinal membrane，iERM)，其發(fā)病率隨著年齡的增長而升高，在70歲的患者中其發(fā)病率可達20%[2]。另一類型稱為繼發(fā)性視網(wǎng)膜前膜，發(fā)生在一些眼病之后或同時發(fā)生，這些眼病包括糖尿病視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜靜脈阻塞、視網(wǎng)膜血管炎、葡萄膜炎、玻璃體積血和外傷等。ERM由視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial ，RPE)細胞、血管內皮細胞、纖維母細胞及膠質細胞等多種細胞組成，但是其致病機制尚未明確[3]。普遍認為，膠質來源的細胞是特發(fā)性ERM的主要成分，雖然也有研究報道RPE細胞和膠質細胞都是其主要成分。膠質細胞可能來源于視網(wǎng)膜的最底層，通過遷移、細胞分化或膠質細胞的增生肥大突破內界膜到達視網(wǎng)膜上方[4]。

1.2 繼發(fā)性ERM與糖尿病 繼發(fā)性ERM通常見于增生性玻璃體視網(wǎng)膜疾病，例如增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變(PDR)或增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變(PVR)。這些疾病現(xiàn)在還是公共衛(wèi)生的一大難題，在發(fā)達國家成為不可逆盲的主要病因之一。糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)是糖尿病最常見的并發(fā)癥之一。在確診糖尿病的15年之內，幾乎所有1型糖尿病患者都發(fā)生了DR,超過60%的2型糖尿病患者發(fā)生DR[5]。在PDR期，新生血管的形成是其主要的病變特征，最終可能會引起嚴重的玻璃體腔積血或者牽引性視網(wǎng)膜脫離。葡萄糖誘導的功能失調其主要靶點可能為糖尿病患者的視網(wǎng)膜及PDR增殖膜上的內皮細胞。PVR是裂孔源性視網(wǎng)膜手術失敗的主要原因[6]。當發(fā)生視網(wǎng)膜脫離或眼外傷后，在玻璃體腔或視網(wǎng)膜的內外表面將會因牽拉而形成細胞成分的膜，及發(fā)生PVR。裂孔源性視網(wǎng)膜脫離后PVR的發(fā)生率為5%～10%[7]。視網(wǎng)膜的破裂啟動了炎癥反應并破壞了血眼屏障。因此，PVR的ERM包含了許多RPE細胞、巨噬細胞和其他炎癥細胞，以及許多細胞外基質蛋白[8-10]。一般我們認為PVR的形成與視網(wǎng)膜新生血管無關。

1.3 PDR與PVR的病理機制 近幾年，我們對生長因子、細胞外基質和細胞內信號傳導通路有了更新的認識，而增生性玻璃體視網(wǎng)膜疾病的形成與這些機制息息相關[11]。為了進一步探討PDR和PVR的病理機制，可以取玻璃體切割術中的玻璃體液或視網(wǎng)膜前膜組織進行實驗室研究。最近有學者研究了PDR或PVR患者玻璃體液中一些營養(yǎng)因子受體和轉錄因子的表達，如NF-κB，發(fā)現(xiàn)ERM中的膠質細胞表達了這些受體及轉錄因子，提示ERM的形成可能與膠質信號轉導有關[12]。并且，ERM中的膠質細胞可能可以產(chǎn)生或儲存一些生長因子，刺激新生血管的產(chǎn)生以及其他細胞類型的增殖[13]。雖然膠質細胞在繼發(fā)性ERM中的作用還未能明確闡述，但他可以作為我們研究繼發(fā)性ERM形成機制的一個重要切入點。我們主要對膠質細胞內的信號轉導在繼發(fā)性ERM形成中的作用作一闡述。

2 堿性成纖維細胞生長因子在視網(wǎng)膜前膜形成中的作用

堿性成纖維細胞生長因子(Basic fibroblast growth factor，bFGF)是神經(jīng)營養(yǎng)因子中的一員，存在不同的蛋白質亞型(18, 21 and22 kDa)，可能具有不同的功能[14]。bFGF可以與四種相關的酪氨酸激酶受體(FGFR1-4)結合。bFGF具有支持神經(jīng)元和膠質細胞生存和成熟的作用，并可能在神經(jīng)元損傷后的再生中起著重要作用[15]。一些實驗室研究顯示[16]，bFGF和其受體在視網(wǎng)膜中均有表達，可能受多種病理因素的調節(jié)，包括缺血損傷和光感受器退化。在體內的血管生成試驗中，bFGF被證實是一個有力的血管生長因子。有研究發(fā)現(xiàn)bFGF在PDR患者的玻璃體樣本中濃度增加[17]。且有研究證明bFGF影響著糖尿病視網(wǎng)膜病變增殖膜的形成[18]。這些結果證明bFGF在玻璃體視網(wǎng)膜疾病的形成與發(fā)展中起著重要作用。

3 肝細胞生長因子在視網(wǎng)膜前膜形成中的作用

肝細胞生長因子(hepatocyte growth factor ，HGF)和他的受體c-Met tyrosine kinase，在細胞運動、細胞生長及多種細胞類型的形態(tài)發(fā)生中起著重要作用[19]。有研究發(fā)現(xiàn)玻璃體液中的HGF表達水平在PVR組中較對照組升高[20]。HGF被發(fā)現(xiàn)在PVR的前膜和培養(yǎng)的RPE細胞中表達，HGF刺激RPE細胞的遷移和增殖[21]。Briggs等[22]在10/13例PVR前膜中檢測到c-Met受體，其中5/10例觀察到c-Met和RPE細胞有共定位關系。因為RPE細胞不可控制的生長和遷移造成PVR的形成，HGF可能與PVR的病理機制有關。

HGF也被看作血管生長因子的一種。相比于對照組，玻璃體液中HGF的表達在PDR組中明顯升高[20]。因此，HGF和VEGF一樣，與PDR的新生血管形成有關。此外，Hollborn等[23]的研究發(fā)現(xiàn)HGF和c-Met受體均表達在PDR前膜的膠質細胞中。同時他們發(fā)現(xiàn)在膠質細胞中bFGF引起 HGF的分泌，HGF促進VEHG的分泌。這些結果證明在ERM的形成及視網(wǎng)膜新生血管的形成過程中，HGF在膠質細胞應答中起著自分泌或旁分泌的作用。雖然纖維血管膜的主要靶點為內皮細胞，但抑制膠質細胞和RPE細胞成分的增長也可以成為阻止ERM進展的新策略。

4 神經(jīng)營養(yǎng)因子在視網(wǎng)膜前膜形成中的作用

神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)作為神經(jīng)生長因子的一員，對視網(wǎng)膜再灌注損傷起保護作用[24]。神經(jīng)營養(yǎng)因子通過兩種類型的跨膜蛋白控制細胞生存：trk酪氨酸激酶受體(trkA, trkB and trkC)和神經(jīng)營養(yǎng)蛋白受體p75 (p75NTR)。通過激活trk酪氨酸激酶受體，神經(jīng)營養(yǎng)因子作用于神經(jīng)細胞的生存，而其與p75NTR的結合將誘導細胞凋亡，后者在周圍或中樞神經(jīng)神經(jīng)元的細胞凋亡中更為重要[25]。

膠質細胞來源的神經(jīng)營養(yǎng)因子(glial cell line-derived neurotrophic factor，GDNF)屬于TGF-b相關的神經(jīng)營養(yǎng)因子家族，有研究檢測到PDR患者玻璃體液中的GDNF水平上調且與PDR的病情相關，證明GDNF與PDR的病理形成機制有關[26]。

膠質細胞是ERM的主要成分。NGF和GDNF成員可能與ERM的形成有關。為了檢驗這一理論，Harada等[26]檢測了神經(jīng)營養(yǎng)因子受體(trkA、 trkB、 trkC、 p75NTR)和GDNF (GFRa1、 GFRa2、Ret)在ERM中的表達。在特發(fā)性ERM和PDR ERM組中trkA、trkB、trkC、p75NTR和Ret的mRNA表達相似。而GFRa2的表達在PDR組明顯升高。根據(jù)免疫組化分析，GFRa2蛋白均來源于PDR患者的ERM，并與膠質細胞的特征性標記物重合。這些結果顯示GDNF可能與PDR患者ERM中膠質細胞的形成有關。由于GDNF引起視網(wǎng)膜膠質細胞中bFGF的產(chǎn)生，bFGF從膠質細胞內的釋放可能會刺激VEGF的分泌及內皮的增殖，這將加快視網(wǎng)膜新生血管及ERM纖維血管的形成。因此膠質細胞可能會成為阻止PDR進展的一個重要治療靶點。

5 核因子-κB在視網(wǎng)膜前膜形成中的作用

核因子-κB (Nuclear factor kappa B ，NF-κB)是一種轉錄因子，能被缺氧、細菌、病毒、多種細胞因子及營養(yǎng)因子包括腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-a，TNF-a)、IL-1b和 GDNF等激活。NF-κB表現(xiàn)為一組結構相關的蛋白，哺乳動物中有五類：Rel (c-Rel), RelA(p65), RelB, NF-κB1 (p50 和p105)以及NF-κB2 (p52 和p100)[27]。NF-κB在眼病中的作用機制還未明確，但有研究發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜脫離3 d內NF-κB被激活，他可能參與了繼發(fā)性的細胞改變[28]。另外有研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB可以調節(jié)血管生長因子的表達，如在內皮細胞內的IL-8，這便引起新生血管的形成，導致增生性玻璃體視網(wǎng)膜疾病的發(fā)生[29]。這些結果顯示NF-κB的信號與PDR和PVR前膜的形成有關。

由此可見，IL-8是一個可能的治療靶點。另外膠質細胞能產(chǎn)生和分泌一些因子刺激ERM中其他類型細胞的增殖。這些結果提示，通過特殊的阻滯劑可以抑制NF-κB在膠質細胞內的生物活性，從而改變膠質細胞與血管內皮細胞的相互作用，預防ERM的發(fā)生。

6 激活蛋白-1在視網(wǎng)膜前膜形成中的作用

激活蛋白-1(activator protein-1 ，AP-1)是一個轉錄因子，可以作用于多種血管生成因子的轉錄合成，如IL-8、bFGB和VEGF[30]。有研究在PDR患者的玻璃體液及ERM組織中檢測到這些細胞因子的表達，因此AP-1可能與PDR前膜的形成有關[31]。

為了驗證這一理論，有人對比研究了PDR前膜和特發(fā)性前膜中AP-1mRNA的表達。結果顯示其mRNA在19/19例PDR前膜中表達，而僅在7/16例特發(fā)性ERM中表達。免疫組化顯示其蛋白在所有4例PDR前膜中均有表達，并顯示其與膠質細胞的染色區(qū)域大部分重疊[32]。

更有研究顯示，晚期糖基化產(chǎn)物能刺激微血管內皮細胞的生長，并且通過AP-1和NF-κB上調VEGF的mRNA水平[33]。

綜上所述，膠質細胞能分泌血管生成相關的細胞因子如VEGF,這些結果顯示膠質細胞可能是視網(wǎng)膜新生血管形成分子調控機制的首要作用靶點。因此，抑制膠質細胞內AP-1的活性可能可以預防PDR前膜的形成。

在PDR及PVR患者的ERM組織或玻璃體液中，我們均可以檢測到許多細胞因子、生長因子及其受體的表達水平升高。以上結果顯示這些因子不僅在視網(wǎng)膜或玻璃體液中產(chǎn)生，也可以在視網(wǎng)膜前膜組織中產(chǎn)生。本文主要論述了膠質細胞在ERM形成中的作用，并且證明這一類細胞在ERM的形成中起著重要的作用。例如，膠質細胞能分泌一些生長因子如bFGF、HGF和VEGF，而他們能通過自分泌和旁分泌機制促進ERM的生成。并且在PDR和PVR的前膜組織中能觀察到轉錄因子NF-κB和AP-1。因此，繼于RPE細胞和內皮細胞，膠質細胞可能是另一個預防和治療ERM形成的靶點。更深入地研究ERM中所有細胞類型的作用將有助于揭示ERM形成過程中復雜的分子網(wǎng)絡，為ERM的預防和治療提供新思路。

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