翼狀胬肉相關(guān)致病因子的研究進(jìn)展

陳 楊，魏超群，彌 禹，葛紅巖

0 引言

翼狀胬肉是一種具有侵襲性和增殖性的結(jié)膜炎癥性疾病，多見于鼻側(cè)發(fā)病，也可雙側(cè)發(fā)病，當(dāng)病變累及視軸時(shí)可嚴(yán)重影響視力及美觀，是眼科診療中常見的眼表疾病之一，在赤道附近地域發(fā)病率最高。目前，翼狀胬肉被認(rèn)為是一種良性病變，但若得不到恰當(dāng)有效的治療可導(dǎo)致視力下降，甚至失明。至今為止，翼狀胬肉的確切發(fā)病機(jī)制尚不明晰，但紫外線照射、病毒感染、粉塵等因素被公認(rèn)為其病因。其中，紫外線輻射所導(dǎo)致的慢性刺激被認(rèn)為是翼狀胬肉纖維血管化的主要原因。Livin蛋白、胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白(insulin-like growth factor-binding proteins，IGFBP)-2、P53基因等也在紫外線的輻射過程中發(fā)生表達(dá)改變，從而參與翼狀胬肉的發(fā)病過程?，F(xiàn)對近年來翼狀胬肉發(fā)病機(jī)制中最新的相關(guān)因素與因子的研究進(jìn)展予以綜述，以期為臨床治療提供新的思路。

1 凋亡相關(guān)因子

1.1P53 P53是抑癌基因的一種，能夠阻止正常細(xì)胞向癌細(xì)胞發(fā)展，與原癌基因共同參與并調(diào)節(jié)細(xì)胞周期中DNA的修復(fù)和合成、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡等，常作為腫瘤標(biāo)記物。Mahesh等[1]利用免疫組織化學(xué)法測定發(fā)現(xiàn)，在43例翼狀胬肉組織中，33例樣本的P53呈陽性表達(dá)，并且將病例根據(jù)病情嚴(yán)重程度和病程是否長于4a劃分為輕、中、重度，P53的陽性率表達(dá)分別為33.3%、78.4%、100%，說明P53的表達(dá)隨著翼狀胬肉病情的嚴(yán)重程度和病程的延長而增加。P53基因作為誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡和衰老的抑制因子，在翼狀胬肉中表達(dá)升高，似乎與翼狀胬肉不受抑制的生長相矛盾。Cao等[2]研究發(fā)現(xiàn)，P53基因的失活可能是翼狀胬肉的致病機(jī)制，小鼠雙微體基因2(murine double minute 2，MDM2)可以抑制人翼狀胬肉中P53的活性，當(dāng)打破MDM2-P53之間的相互作用，P53可重新發(fā)揮作用。在使用Nutlin干預(yù)的原代翼狀胬肉細(xì)胞中，Nutlin作為MDM2的拮抗劑，可以破壞MDM2-P53之間的相互作用，使P53恢復(fù)轉(zhuǎn)錄活性，誘導(dǎo)定位于細(xì)胞質(zhì)中的P53進(jìn)入細(xì)胞核，在翼狀胬肉中，P53需要進(jìn)入細(xì)胞核才能發(fā)揮誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的作用，從而減少了細(xì)胞增殖和遷移。因此，P53的異常表達(dá)及定位可促進(jìn)細(xì)胞增殖，延緩細(xì)胞凋亡，促進(jìn)翼狀胬肉的發(fā)生與發(fā)展。這表明翼狀胬肉的發(fā)生可能是組織細(xì)胞生長不受控制的結(jié)果，而不是一種退行性病變。

1.2靶向B細(xì)胞淋巴瘤-2 靶向B細(xì)胞淋巴瘤-2 (B-cell lymphoma-2，Bcl-2)是Bcl家族中重要的調(diào)控細(xì)胞凋亡的蛋白之一，可以抑制細(xì)胞凋亡，從而增加細(xì)胞的生命周期。Bcl-2與Bcl-2相關(guān)X蛋白(Bcl-2-associated X，Bax)的比值決定了細(xì)胞是否走向凋亡，如果Bax高于Bcl-2，則抑制Bcl-2的表達(dá)，促使細(xì)胞進(jìn)入凋亡途徑[3]。Turan等[4]研究表明，翼狀胬肉組織樣本中Bcl-2的表達(dá)明顯高于正常結(jié)膜組織，復(fù)發(fā)性翼狀胬肉組織中Bcl-2的表達(dá)明顯高于原發(fā)性翼狀胬肉組織，且在術(shù)后前6mo升高尤為明顯，證明Bcl-2在翼狀胬肉的發(fā)生及復(fù)發(fā)中起著關(guān)鍵作用，Bcl-2可作為翼狀胬肉復(fù)發(fā)的參考指標(biāo)。Liu等[5]研究發(fā)現(xiàn)，雷帕霉素復(fù)合物1(rapamycin complex 1)信號(hào)通路在翼狀胬肉發(fā)生與發(fā)展過程中被強(qiáng)激活，同時(shí)翼狀胬肉組織出現(xiàn)異常的細(xì)胞凋亡和自噬。在翼狀胬肉中，mTORC1信號(hào)通路的激活是通過Bcl-2調(diào)節(jié)的自噬基因(Beclin-1)依賴的自噬完成的，從而抑制細(xì)胞凋亡。Bcl-2的異常表達(dá)證明在翼狀胬肉的發(fā)生與發(fā)展過程中細(xì)胞凋亡調(diào)控機(jī)制存在缺陷。

1.3抗凋亡因子Livin蛋白是機(jī)體自身產(chǎn)生的細(xì)胞凋亡抑制劑(inhibitor of apoptosis protein，IAP)中的一員，與其他IAP成員相比，Livin具有更強(qiáng)的抗凋亡作用。Wu等[6]研究發(fā)現(xiàn)，翼狀胬肉組織中Livin蛋白的表達(dá)明顯高于正常結(jié)膜組織，并且免疫組織化學(xué)結(jié)果表明，Livin蛋白在翼狀胬肉組織中主要表達(dá)于上皮細(xì)胞的細(xì)胞核，進(jìn)展期翼狀胬肉組織中Livin蛋白的表達(dá)明顯高于靜止期翼狀胬肉組織。Pearlman等[7]研究證明，上皮細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)殚g質(zhì)細(xì)胞即上皮-間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal cell transition，EMT)是細(xì)胞遷移的初始步驟，是上皮細(xì)胞通過特定的方式轉(zhuǎn)化成具有間質(zhì)表型的細(xì)胞，使細(xì)胞失去了上皮細(xì)胞的特性和功能，同時(shí)使細(xì)胞具有轉(zhuǎn)移性和侵襲性，而上皮鈣黏蛋白(E-cadherin)表達(dá)的缺失被視為EMT的關(guān)鍵步驟。當(dāng)敲除Livin基因后，翼狀胬肉上皮組織細(xì)胞的遷移能力、侵襲能力降低，與此同時(shí)，E-cadherin的表達(dá)上調(diào)，鋅指轉(zhuǎn)錄因子(Snail)表達(dá)降低，間接表明Livin蛋白參與EMT的調(diào)控[6]。Zhou等[8]研究也表明，Livin可誘導(dǎo)EMT的發(fā)生，并且Livin蛋白表達(dá)水平的變化與EMT一致，當(dāng)Livin基因沉默時(shí)，EMT可以得到緩解。上述研究表明EMT在翼狀胬肉的纖維化過程中具有重要作用。

1.4生存素蛋白生存素蛋白(Survivin)是IAP中的一員，通過抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(caspases)的活性起到抑制細(xì)胞凋亡的作用，作用機(jī)制主要是與有絲分裂紡錘體中的微管結(jié)合，抑制線粒體依賴性的細(xì)胞凋亡。Xu等[9]研究發(fā)現(xiàn)，翼狀胬肉上皮組織的細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中均高表達(dá)Survivin蛋白，而正常結(jié)膜上皮組織中僅細(xì)胞質(zhì)中Survivin蛋白有微小的表達(dá)；靜止期翼狀胬肉組織中，Survivin蛋白主要在頭部和體部的細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)，進(jìn)展期翼狀胬肉組織中則出現(xiàn)更多的核Survivin蛋白陽性的上皮細(xì)胞，而這種核Survivin蛋白陽性的上皮細(xì)胞在頭部和體部的表達(dá)高于靜止期翼狀胬肉組織；進(jìn)行RNA干擾以沉默Survivin基因后，翼狀胬肉上皮細(xì)胞的增殖能力開始下降。Konstantopoulou等[10]研究發(fā)現(xiàn)，Survivin蛋白與環(huán)氧合酶(cyclooxygenase，COX)-2過度反應(yīng)，并且與DNA的氧化損傷有間接關(guān)系。提示Survivin蛋白的過度表達(dá)會(huì)增加抗細(xì)胞凋亡的活性，增加細(xì)胞的侵襲性，同時(shí)也通過氧化應(yīng)激反應(yīng)參與翼狀胬肉的發(fā)生，在翼狀胬肉的發(fā)生與發(fā)展過程中起到中心分子的作用。

2 增殖相關(guān)因子

2.1血管內(nèi)皮生長因子血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一種肝素結(jié)合糖蛋白，被認(rèn)為是至今為止最強(qiáng)的促進(jìn)血管生成因子。在翼狀胬肉的發(fā)生過程中，血管生成起到核心作用。Dong等[11]研究通過免疫組織化學(xué)法測得翼狀胬肉上皮組織中VEGF的表達(dá)明顯高于正常結(jié)膜上皮組織，并且VEGF的表達(dá)水平主要與翼狀胬肉的侵襲程度有關(guān)。

2.1.1VEGF與血小板反應(yīng)蛋白-1 紫外線輻射等多種因素可促進(jìn)VEGF表達(dá)，打破血小板反應(yīng)蛋白(thrombospondin，TSP)-1與VEGF之間的平衡，當(dāng)VEGF的表達(dá)高于TSP-1的表達(dá)時(shí)，血管環(huán)境向血管生成方向轉(zhuǎn)變。TSP-1可以通過誘導(dǎo)血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移，以及通過多種方式拮抗VEGF抑制血管生成。TSP-1作為一種基質(zhì)細(xì)胞蛋白，通過與各種生長因子、細(xì)胞表面受體、細(xì)胞因子和蛋白酶的相互作用影響炎癥、傷口愈合和血管生成等反應(yīng)。Simon等[12]研究也證明，較低的TSP-1表達(dá)與翼狀胬肉的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈負(fù)相關(guān)，表明VEGF與TSP-1之間的平衡在維持正常血管環(huán)境和血管生成的穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用。

2.1.2VEGF與氧化應(yīng)激反應(yīng)紫外線輻射可產(chǎn)生光毒性損傷和過氧化氫物等自由基，這些自由基可以對細(xì)胞內(nèi)的大分子蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸造成破壞，且一氧化氮還具有促進(jìn)VEGF生成的作用，而抗氧化酶可以抵御這種自由基的傷害。正常情況下，抗氧化酶系統(tǒng)和自由基保持平衡。紫外線照射、VEGF增加或多個(gè)因素共同存在，可導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)的發(fā)生，從而打破這種平衡。Elgouhary等[13]研究表明，在翼狀胬肉組織樣本中，過氧化氫酶(catalase，CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathione peroxidase，GSH)和總抗氧化劑(total antioxidant，TAO)的活性明顯低于正常結(jié)膜組織。VEGF表達(dá)水平與GSH和TAO的活性呈明顯負(fù)相關(guān)，與一氧化氮的表達(dá)呈高度正相關(guān)，表明抗氧化酶的活性隨著翼狀胬肉組織中VEGF水平的升高而降低。

2.3IGF結(jié)合蛋白IGFBP現(xiàn)已被確定為細(xì)胞增殖調(diào)節(jié)因子之一，Park等[15]研究發(fā)現(xiàn)，IGFBP-7在正常結(jié)膜上皮中表達(dá)，角膜緣過渡區(qū)消失，角膜上皮中不表達(dá)，當(dāng)翼狀胬肉組織侵犯角膜后，病變區(qū)域的鮑曼氏膜出現(xiàn)變性，IGFBP-7在翼狀胬肉上皮及病變區(qū)域鄰近的角膜上皮中表達(dá)明顯增加，IGFBP-7可認(rèn)為是結(jié)膜化早期檢測的生物標(biāo)志物。

2.4轉(zhuǎn)化生長因子轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-beta，TGF-β)是由33個(gè)基因所編碼的同源二聚體和異源二聚體組成，在細(xì)胞增殖和分化、傷口愈合和免疫系統(tǒng)中起關(guān)鍵作用。多項(xiàng)研究已證實(shí)，與正常結(jié)膜組織相比，TGF-β在翼狀胬肉組織中呈過表達(dá)，He等[16]研究證明，TGF-β可通過miR-199a-3p/5p-DUSP5/MAP3K11軸誘導(dǎo)人結(jié)膜上皮細(xì)胞發(fā)生EMT過程，隨著EMT的發(fā)生，細(xì)胞遷移能力增強(qiáng)，細(xì)胞凋亡受阻，從而導(dǎo)致翼狀胬肉的發(fā)生。Tao等[17]研究表明，吡非尼酮在人翼狀胬肉上皮細(xì)胞中通過降低TGF-β的表達(dá)發(fā)揮抗纖維化作用。此外翼狀胬肉切除術(shù)后傷口過度愈合常導(dǎo)致纖維化，提示翼狀胬肉復(fù)發(fā)，肌成纖維細(xì)胞的活化是其關(guān)鍵特征。肌成纖維細(xì)胞迅速合成并積累多余的細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix，ECM)，從而將該部位轉(zhuǎn)化為慢性傷口，TGF-β可以激活肌成纖維細(xì)胞，并上調(diào)眼內(nèi)ECM的合成，從而參與翼狀胬肉的復(fù)發(fā)。提示TGF-β通過促進(jìn)細(xì)胞纖維化增殖參與翼狀胬肉的發(fā)生發(fā)展。

3 細(xì)胞間黏附分子

細(xì)胞間黏附分子(intercellular adhesion molecule，ICAM)位于細(xì)胞表面，主要參與細(xì)胞整合和其他細(xì)胞外基質(zhì)有關(guān)的細(xì)胞黏附(包括整合素和選擇素)，在各種生理和病理過程中起到關(guān)鍵作用。其中，ICAM-2促進(jìn)中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的血管通透性增加和血漿滲透，并且可被翼狀胬肉中表達(dá)的P53上調(diào)其表達(dá)；ICAM-3在外周血單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞上均高表達(dá)。Demiryürek等[18]研究發(fā)現(xiàn)，與正常結(jié)膜組織相比，翼狀胬肉上皮組織中ICAM-2和ICAM-3呈過度高表達(dá)，這可能說明ICAM的升高促進(jìn)翼狀胬肉的發(fā)生與發(fā)展，調(diào)節(jié)翼狀胬肉的生長與侵襲。ICAM可以促進(jìn)淋巴細(xì)胞及白細(xì)胞向炎癥部位遷移，說明ICAM可能通過炎癥反應(yīng)參與翼狀胬肉的形成[19]。

4 緊密結(jié)合蛋白

緊密結(jié)合蛋白(tight junction proteins)是上皮細(xì)胞或內(nèi)皮細(xì)胞中細(xì)胞與細(xì)胞間黏附的一種方式，在細(xì)胞周圍形成連續(xù)的屏障，防止溶質(zhì)與水分子通過細(xì)胞旁途徑自由出入。Claudin蛋白家族是最重要的成員之一，其中Claudin-1和Claudin-4已被證實(shí)存在于正常角膜與結(jié)膜中。Dogan等[20]研究發(fā)現(xiàn)，翼狀胬肉組織與正常結(jié)膜組織相比，Claudin-1的表達(dá)明顯降低，而下調(diào)的Claudin-1可能通過參與EMT過程增加病變組織的侵襲性，調(diào)控翼狀胬肉的發(fā)生及復(fù)發(fā)。

5 熱休克蛋白

熱休克蛋白(heat shock protein，HSP)是一種分子伴侶，通過細(xì)胞保護(hù)作用以及參與促進(jìn)細(xì)胞存活顯示出強(qiáng)大的作為蛋白構(gòu)象和抗凋亡介質(zhì)的雙重作用，是真核細(xì)胞生存所必需的一類蛋白。HSP蛋白家族通過促進(jìn)細(xì)胞增殖和抑制細(xì)胞凋亡在腫瘤的發(fā)生過程中起到重要作用，并且HSP蛋白家族可誘導(dǎo)VEGF產(chǎn)生，Pagoulatos等[21]研究發(fā)現(xiàn)，缺氧可產(chǎn)生新生血管，在低氧條件下，HSP的上游調(diào)控因子熱休克因子顯著上調(diào)，翼狀胬肉組織中HSP90蛋白遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常結(jié)膜組織，并且在翼狀胬肉的血管內(nèi)皮細(xì)胞中可以檢測到HSP90，而正常結(jié)膜的血管內(nèi)皮細(xì)胞卻無表達(dá)，提示HSP90在翼狀胬肉組織的血管生成過程中發(fā)揮重要作用，HSP蛋白家族的異常表達(dá)也表明翼狀胬肉并不是一種退行性病變，而是細(xì)胞增殖不受控制的結(jié)果。

6 基質(zhì)金屬蛋白酶與基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑

基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)是一種能夠降解和重塑ECM(如膠原、層黏連蛋白、纖維連接蛋白和其他糖蛋白)的蛋白水解酶，MMP受基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitors of MMP，TIMP)的特異性調(diào)節(jié)。TIMP是一類由機(jī)體自身產(chǎn)生的最重要的調(diào)節(jié)細(xì)胞外MMP活性的酶家族，活化的MMP和游離的TIMP之間的平衡決定了MMP的整體活性，當(dāng)MMP在細(xì)胞外的表達(dá)強(qiáng)于TIMP的抑制作用時(shí)，可促進(jìn)細(xì)胞增殖[22]。Kim等[23]研究發(fā)現(xiàn)，通過下調(diào)MMP-3和MMP-13的表達(dá)可以抑制翼狀胬肉成纖維細(xì)胞的增殖和遷移，MMP-3可能在ECM重構(gòu)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)槠淇梢约せ钇渌麧撛谛问降腗MP，包括MMP-1、MMP-7和MMP-9；過量的MMP-13可導(dǎo)致ECM不受控制地降解，使翼狀胬肉復(fù)發(fā)。TIMP通過參與炎癥反應(yīng)、組織重塑、血管生成等途徑抑制翼狀胬肉的侵襲性[24]，Lee等[25]研究發(fā)現(xiàn)，軟骨細(xì)胞來源的細(xì)胞外基質(zhì)(chondrocyte-derived extracellular matrix，CDECM)降低了翼狀胬肉上皮細(xì)胞中MMP-9的表達(dá)，增加了TIMP-1和TIMP-2的表達(dá)，減少了翼狀胬肉上皮組織的侵襲性與遷移性。ECM重塑是翼狀胬肉的一個(gè)顯著特征，維持MMP和TIMP之間的平衡是必要的，這提示任何能夠打破這種平衡的干擾均可能導(dǎo)致翼狀胬肉的發(fā)生。

7 轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子

7.1缺氧誘導(dǎo)因子缺氧誘導(dǎo)因子(hypoxia-inducible factors，HIF)是基本螺旋-環(huán)-螺旋(bHLH)/PAS家族的一種轉(zhuǎn)錄因子，在細(xì)胞對缺氧的適應(yīng)性反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。HIF-1α是HIF-1的氧敏感亞基，參與調(diào)節(jié)多種能量代謝、血管生成和凋亡的靶基因轉(zhuǎn)錄，并參與VEGF的表達(dá)調(diào)控[11]。缺氧條件下，HIF-1α可以與HSP90相結(jié)合，減少HIF-1α的泛素化和降解，增加HIF-1α的核易位，使HIF-1α轉(zhuǎn)錄活性增強(qiáng)，并保持穩(wěn)定[21]。Pagoulatos等[21]研究發(fā)現(xiàn)，翼狀胬肉組織的所有上皮層中均可檢測到HIF-1α的表達(dá)，在正常結(jié)膜組織中只有少量上皮細(xì)胞表達(dá)HIF-1α；與原發(fā)性翼狀胬肉組織相比，復(fù)發(fā)性翼狀胬肉組織中HIF-1α及HSP的表達(dá)均明顯升高。Dong等[11]研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)展期翼狀胬肉組織中HIF-1α的表達(dá)明顯高于靜止期翼狀胬肉組織。翼狀胬肉中HIF-1α的激活可能不僅是缺氧的結(jié)果，也可能是多種機(jī)制導(dǎo)致的，如癌基因激活和生長因子信號(hào)通路的作用等，Pagoulatos等[21]認(rèn)為在這些機(jī)制中，核易位起到了重要作用。新生血管的產(chǎn)生增加了翼狀胬肉的增殖性，這可能促進(jìn)了翼狀胬肉從靜止期向進(jìn)展期的轉(zhuǎn)化。激活的HIF-1可促進(jìn)VEGF的轉(zhuǎn)錄，從而激活一系列信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，參與翼狀胬肉的復(fù)發(fā)。

7.2信號(hào)傳感器和轉(zhuǎn)錄激活因子信號(hào)傳感器和轉(zhuǎn)錄激活因子(signal transducer and activator of transcription，STAT)家族由多種轉(zhuǎn)錄因子組成，這些轉(zhuǎn)錄因子在增殖、分化、凋亡和血管生成等細(xì)胞生理過程中發(fā)揮著復(fù)雜和重要的作用，其中STAT3是一種DNA結(jié)合蛋白，也是VEGF基因的直接轉(zhuǎn)錄激活因子，參與調(diào)節(jié)各種生物過程，包括細(xì)胞生長、凋亡和惡性轉(zhuǎn)化等。Dong等[11]研究發(fā)現(xiàn)，與正常結(jié)膜組織的上皮細(xì)胞相比，STAT3在翼狀胬肉組織的上皮細(xì)胞表達(dá)顯著升高，并且進(jìn)展期翼狀胬肉組織中的表達(dá)高于靜止期翼狀胬肉組織，表明STAT3可能通過直接或間接的方式促進(jìn)血管生成，從而促進(jìn)翼狀胬肉的產(chǎn)生。

8 小結(jié)

翼狀胬肉作為我國常見的眼表疾病之一，不僅損害眼表外觀，甚至可導(dǎo)致失明，但至今翼狀胬肉具體的發(fā)病機(jī)制尚不明晰。通過探究相關(guān)因子在翼狀胬肉發(fā)生過程中的作用機(jī)制發(fā)現(xiàn)，翼狀胬肉的發(fā)病機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的多因素過程，涉及各因素之間的相互作用，而不是一個(gè)單一的過程，且多數(shù)因子是通過新生血管的產(chǎn)生、EMT及炎癥反應(yīng)促使翼狀胬肉的發(fā)生與發(fā)展，這也為今后的進(jìn)一步研究提供了思路。