細胞凋亡在干眼癥發(fā)病中的作用及相關(guān)機制的研究進展

李娟 金龍山 沈貞女 李英俊

摘要干眼癥是由多種因素相互作用所致的一種淚液和眼表疾病，發(fā)病率較高，發(fā)病原因有多種，而細胞凋亡在干眼癥的發(fā)病機制中占有非常重要的地位。細胞凋亡是由多蛋白嚴格控制的主動過程，涉及一系列相關(guān)蛋白的激活、表達及蛋白調(diào)控等，文章將對細胞凋亡的機制及其在干眼癥發(fā)病中的作用進行綜述。

關(guān)鍵詞干眼癥；細胞凋亡；凋亡蛋白

干眼癥是由多種因素引起的淚液和眼表疾病，包括視力下降、淚膜不穩(wěn)定和潛在的眼表損傷等眼部癥狀，并伴隨著滲透壓改變和眼表炎性反應的增加。故干眼癥患者常由于淚液反射的刺激而導致淚液的分泌量增加，嚴重者甚至出現(xiàn)角膜水腫、角膜上皮剝脫等角膜的損傷。近年來，由于社會環(huán)境的變化及用眼習慣的錯誤，從而使干眼癥的發(fā)病率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。同時，細胞凋亡在干眼癥發(fā)病機制中的作用也逐年被發(fā)現(xiàn)。本文主要通過研究細胞凋亡機制對于干眼癥發(fā)病的影響進行相關(guān)的概述。

干眼癥的發(fā)病機制

最近的研究表明，干眼癥的發(fā)生發(fā)展與炎癥、細胞凋亡、性激素水平等因素密切相關(guān)。干眼癥的發(fā)病過程具有多樣性，在不同類型、不同個體的發(fā)病機制和發(fā)病過程是不相同的。

干眼癥是一種非感染性的免疫相關(guān)疾病。干眼癥患者的眼睛可能是由于炎性因子的刺激，一些T淋巴細胞在眼內(nèi)增加，眼內(nèi)組織同時又進一步表達了炎性因子和細胞黏附分子，進而使炎性細胞增多，患者局部炎性反應放大。

對于缺乏維生素A的兔眼模型中發(fā)現(xiàn)，角膜組織上皮細胞的Fas、FasL及Bax表達增加可以導致凋亡率明顯較正常眼增高，Bcl-2表達減少也可以同樣導致細胞凋亡率提高。在以兔作為研究對象的干眼癥模型中，相對于正常眼來說，結(jié)膜上皮細胞中的Fas、Fast的表達明顯增強，同時，淚腺上皮細胞中的Fas、Fast的表達也明顯增強，二者相互促進，相互影響。另有相關(guān)研究證實，干眼癥患者結(jié)膜組織上皮細胞的TGF-β表達增高可以導致細胞凋亡指數(shù)同時上升，且促凋亡因子與致炎因子表達的增加則可激活凋亡通路，干眼癥患者眼球表面的改變是二者共同作用的結(jié)果。相關(guān)文獻表明，淚腺細胞凋亡以及眼表上皮細胞的凋亡增加均可以導致眼部相關(guān)組織的損傷以及破壞，同時，淋巴細胞的凋亡抑制則造成了眼部相關(guān)組織存活時間的延長及炎癥的持續(xù)激活狀態(tài)，兩種作用相互影響，從而使干眼癥患者更容易產(chǎn)生眼干、眼澀等不適癥狀。

正常的眼球表面存在著極其豐富的神經(jīng)組織，淚腺組織也存在著能夠進行支配功能的相關(guān)神經(jīng)，同時眼球的淚液分泌功能則需要這些神經(jīng)反射環(huán)路保存完整，以保證相關(guān)眼部功能的完成，任意反饋回路的異常均可以阻礙淚液的分泌。一些研究表明，干眼癥患者的角膜知覺能力有所減退，并可以導致淚腺對眼球表面刺激的反應能力有所下降，從而引起反射性的淚液減少，并進一步加重眼球表面損害，使干眼癥的淚液分泌過程陷入惡性循環(huán)。

目前研究發(fā)現(xiàn)，單純的雄激素缺乏可能并不引起干眼癥，但是干眼癥的起始因素之一很可能是由于雄激素水平的降低，甚至雄激素的缺乏導致干眼癥患者眼部病情進一步的惡化。遺傳和環(huán)境對于干眼癥的發(fā)病也具有一定的影響。水通道蛋白AQPS是SS發(fā)病機制研究的另一進展。

雖然干眼病的發(fā)病機制很多，但越來越多的研究表明，細胞凋亡在干眼病的發(fā)病中占有重要作用，所以細胞凋亡的進一步研究具有重大的臨床意義。

細胞凋亡的相關(guān)概述

細胞凋亡，也稱程序性細胞死亡，是指生理或病理條件下，細胞通過一系列主動相關(guān)的程序，結(jié)束自己生命的死亡。相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)，在干眼癥的發(fā)病過程中，細胞凋亡起著關(guān)鍵性的作用。眼表干眼癥可以導致眼角膜中心細胞及周邊上皮細胞普遍性凋亡，與此同時，大量凋亡過程也存在于眼球的結(jié)膜上皮細胞，結(jié)膜基質(zhì)也存在這些凋亡細胞的相關(guān)改變?？傮w而言，細胞凋亡是維持機體組織正常生理的一種有益機制。但是，在干眼癥的致病原因中，眼表細胞的凋亡失衡卻占有不可忽視的地位。在細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導過程中，其中，caspase家族蛋白，p53蛋白和Bcl-2家族蛋白等均占有著重要的角色。

caspase蛋白酶：在哺乳動物細胞中，存在著某些含有半胱氨酸一門冬氨酸，同時在凋亡相關(guān)過程有著關(guān)鍵作用的特異性蛋白酶，被統(tǒng)稱為caspase蛋白酶。無活性的easpase蛋白酶原，經(jīng)過活化后可以發(fā)揮其作用。caspase蛋白酶可以多種形式被激活，并逐步蛋白水解和促進細胞凋亡。在機體凋亡過程中，至少存在著3種與caspase蛋白酶密切相關(guān)的凋亡通路，即線粒體/cyt c通路、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路和死亡受體通路。

當存在高濃度easpase-8的時候，Apaf-1及caspase-9可以與線粒體釋放的細胞色素c形成一個復合體。當dATP、ATP存在的情況下，該復合體可以活化caspase-3、caspase-6、caspase-7等下游的蛋白酶原。當線粒體存在的情況下，依賴細胞色素c的easpase蛋白酶可以將caspase-8的作用進一步放大，并促進凋亡過程的加速進行；在無線粒體提取物的體外實驗中，一些依賴細胞色素c的caspase蛋白酶原能被caspase-8活化并放大，從而促進相關(guān)DNA的降解過程以及凋亡過程的加速進行，但細胞核膜仍然可以保持完整性。在機體組織內(nèi)可能存在一個easpase蛋白酶和線粒體自身反饋的環(huán)，當存在凋亡的相關(guān)過程刺激時，便可釋放線粒體細胞色素c、caspase蛋白酶、AIF等。這一釋放過程又可以通過caspase蛋白酶的活化來促進誘發(fā)，這種相互作用對于線粒體間的傳遞和凋亡信號的加速是具有意義的。

Bcl-2家族蛋白：Bcl-2家族蛋白是新的癌基因，也是抑制細胞凋亡過程中相當重要的基因，被認為是細胞調(diào)控家族中最重要的凋亡調(diào)控蛋白，Bcl-2對凋亡的影響最重要的特征是細胞凋亡。Bcl-2家族蛋白對凋亡細胞的線粒體進行多方面的調(diào)控，它能夠?qū)ν暾募毎蜔o核的細胞發(fā)揮作用。凋亡蛋白通道之間相互存在著不同的內(nèi)在特點，對細胞色素c釋放的調(diào)控作用相反，抗凋亡蛋白形成的是陽離子選擇性通道，而促凋亡蛋白形成的通道是陰離子選擇性。隨著人們對Bcl-2蛋白研究的不斷深入，在線粒體外膜、核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上均可見到其相關(guān)蛋白的分布，線粒體上Bcl-2蛋白成片分布于線粒體內(nèi)外膜接觸處，其家族成員蛋白亦逐漸被發(fā)現(xiàn)，其中包括抑凋亡蛋白Al、Bcl-2、Bcl-xL、Bfel、Mcl-1等和促凋亡蛋白Bad、Bak、Bax、Bcl-xS、Bik等。

正常淚腺組織和結(jié)膜上皮細胞很少發(fā)生細胞凋亡，但狗的干眼模型中發(fā)現(xiàn)凋亡相關(guān)標志物p53、Fas和FasL表達能力增強，Bcl-2蛋白的表達下降，淋巴細胞的凋亡率卻顯著下降（與正常狗相比）。凋亡抑制因子Bcl-2蛋白和凋亡誘導因子Bax蛋白之間的平衡調(diào)節(jié)對凋亡率存在著一定影響，誘導因子Fas和FasL的相互作用也對細胞的凋亡率存在著一定的影響。刪。雖然誘導因子Fas可以通過浸潤淋巴細胞進行表達，但其凋亡率仍然在下降，這可能與Bcl-2蛋白的作用時間延長，從而導致淋巴細胞持續(xù)釋放致炎因子和自身抗體，進一步抑制凋亡率有關(guān)。

p53腫瘤抑制蛋白：p53基因能促進細胞凋亡，抑制腫瘤細胞并維持蛋白質(zhì)的完整性。Pokroy等人發(fā)現(xiàn)p53腫瘤抑制蛋白在C57BL/6小鼠全眼組織均有一定程度的表達，提示p53可能參與了眼表細胞的凋亡，其中在角膜、結(jié)膜及晶狀體中p53腫瘤抑制蛋白表達率相對較高。p53蛋白在細胞凋亡的介導機制上可能存在以下幾點：抗凋亡蛋白Bcl-2可調(diào)節(jié)細胞色素c的釋放，促凋亡蛋白Bax也可以對細胞色素c的釋放進行調(diào)節(jié)，二者相互作用；某些p53腫瘤抑制蛋白結(jié)合位點存在于促凋亡蛋白Bax的促進因子內(nèi)，可以對DNA損傷的上調(diào)反應進行調(diào)節(jié)。在凋亡過程中，線粒體膜失去完整性，細胞色素釋放入胞漿，引起caspase蛋白斷裂而被激活。

總結(jié)與展望

隨著人們生活環(huán)境的改善和生活方式的改變，干眼癥的發(fā)病率越來越高，干眼癥治療不當或延遲治療可以改變患者的角膜和結(jié)膜上皮細胞結(jié)構(gòu)，造成嚴重后果。細胞凋亡是干眼癥的一個極其重要的原因，眼表各類細胞凋亡失去平衡是其中的關(guān)鍵因素。所以在治療過程中抑制或減少細胞凋亡，控制細胞凋亡的失衡是重要的措施之一。同時，在針對干眼癥發(fā)生發(fā)展的細胞凋亡機制研究之外，我們應該注意多因素綜合評估干眼癥的發(fā)病機制，為臨床治療提供理論依據(jù)。