Rho激酶抑制劑在常見眼科疾病治療中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

楊文靜，畢宏生，2，3，4，吳秋欣，2，潘雪梅，2

1 山東中醫(yī)藥大學(xué)眼科與視光醫(yī)學(xué)院，濟(jì)南 250014；2 山東中醫(yī)藥大學(xué)附屬眼科醫(yī)院眼底病科；3 山東省眼病防治研究院；4 山東省中西醫(yī)結(jié)合眼病防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

Rho/Rho 相關(guān)卷曲螺旋形成蛋白激酶（ROCK）信號(hào)通路在眼組織中分布廣泛，其異?；罨捎绊懷劢M織的正常生理功能，與眼病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)［1］。Rho 激酶包括ROCK1 及ROCK2 兩種，抑制ROCK活性能夠有效治療臨床中多種疾病，如糖尿病腎病、腦血管疾病、心血管疾病、腫瘤、青光眼及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。ROCK 抑制劑在眼科疾病中被廣泛研究，尤其在青光眼、角膜功能障礙和糖尿病視網(wǎng)膜病變等領(lǐng)域［2］。近年來，隨著對(duì)Rho/ROCK通路生物學(xué)功能的了解不斷加深，新的Rho激酶抑制劑不斷被發(fā)現(xiàn)。Rho 激酶抑制劑可以分為選擇性和非特異性，其中選擇性Rho 激酶抑制劑有H-1152 dihydrochloride、GSK429286A、SR-3677、Y-27632 等；非特異性抑制劑有鹽酸法舒地爾等。Rho 激酶抑制劑在治療青光眼臨床觀察中表現(xiàn)出良好的治療效果［3］，可能成為治療眼科慢性疾病的一個(gè)有效的選擇，同時(shí)為視網(wǎng)膜一些棘手的疾病如遺傳性眼病視網(wǎng)膜色素變性提供了新的治療希望?，F(xiàn)就Rho激酶抑制劑在常見眼科疾病治療中的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，以期為眼部疾病的臨床治療提供新的思路及藥物選擇。

1 Rho激酶抑制劑在角膜疾病治療中的作用機(jī)制

1.1 抑制角膜新生血管生成 角膜是一個(gè)無血管的組織，但是在一些病理?xiàng)l件如缺氧、缺血、化學(xué)燒傷、感染、創(chuàng)傷及炎癥反應(yīng)下，可刺激角膜新生血管的生成。角膜新生血管的生成被認(rèn)為與促血管生成因子及抗血管生成因子平衡破壞有關(guān)，其中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）是較為常見的促血管生成因子，其介導(dǎo)了血管發(fā)生的全過程，包括增加血管通透性、降解細(xì)胞外基質(zhì)、促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞移行及增殖等。BRYAN 等［4］研究表明，Rho/ROCK 通路參與了VEGF 介導(dǎo)的血管發(fā)生中的多個(gè)過程，而體內(nèi)試驗(yàn)也表明法舒地爾能有效抑制VEGF 誘導(dǎo)的角膜新生血管生成。

1.2 促進(jìn)角膜內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移及黏附 角膜內(nèi)皮細(xì)胞缺失或者功能障礙是導(dǎo)致角膜功能障礙的主要原因。角膜內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙常見于Fuchs 角膜內(nèi)皮營養(yǎng)不良、假晶狀體大皰性角膜病變、角膜創(chuàng)傷及各種角膜手術(shù)后，由于人類的角膜內(nèi)皮細(xì)胞在體內(nèi)幾乎是不可再生的，因此嚴(yán)重的角膜內(nèi)皮功能障礙可引起視力的喪失。研究發(fā)現(xiàn)，Y-27632 能夠促進(jìn)角膜內(nèi)皮細(xì)胞損傷后的修復(fù)過程［5］。有學(xué)者將體外培養(yǎng)獲得的角膜內(nèi)皮細(xì)胞注入缺失內(nèi)皮細(xì)胞的兔眼前房中，與此同時(shí)在治療組中注入Y-27632，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療組中移植的內(nèi)皮細(xì)胞與受體兔的角膜后彈力層緊密黏附，內(nèi)皮細(xì)胞形態(tài)及功能正常，角膜恢復(fù)透明；而未加入Y-27632 的對(duì)照組角膜仍然水腫，并且移植的內(nèi)皮細(xì)胞大多數(shù)轉(zhuǎn)化為成纖維細(xì)胞［6］。OKUMURA 等［7］在猴的模型重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)也得到了類似的結(jié)果。由上可見，Rho 激酶抑制劑有望用于角膜內(nèi)皮功能障礙的治療。

由于Rho/ROCK信號(hào)通路控制著廣泛的細(xì)胞反應(yīng)，推測(cè)Rho 激酶抑制劑可能在增加角膜內(nèi)皮細(xì)胞黏附和增殖中發(fā)揮作用。Rho 激酶抑制劑有利于增加培養(yǎng)細(xì)胞與基質(zhì)的黏附，同時(shí)促進(jìn)角膜內(nèi)皮再生和角膜透明度，且能夠改善角膜內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量和離子泵功能［8］，增加角膜內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞連接蛋白ZO-1和離子載體Na+/K+-ATPase 表達(dá)，但不影響細(xì)胞增殖［9］。另有研究發(fā)現(xiàn)，Rho激酶抑制劑還能通過減少氧化應(yīng)激誘導(dǎo)間充質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化（MET），抑制轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）表達(dá)，從而促進(jìn)角膜內(nèi)皮的再生。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，Y-27632 對(duì)紫外線所致兔角膜內(nèi)皮細(xì)胞的損傷有改善作用，可提高細(xì)胞的遷移和黏附，促進(jìn)兔角膜內(nèi)皮細(xì)胞的增殖［10］。另有研究顯示，Y-27632 可促進(jìn)牛角膜內(nèi)皮細(xì)胞的早期貼壁率及黏附，且對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞特異性表型無影響。Rho 激酶抑制劑能夠通過介導(dǎo)β-catenin 聚集、N-cadherin 及整合素β1表達(dá)下降促進(jìn)豬角膜傷口愈合，提高細(xì)胞活力和增殖能力［11］。Rho 激酶抑制劑還可以通過降低線粒體氧化應(yīng)激水平和增強(qiáng)線粒體功能為增殖提供能量，從而實(shí)現(xiàn)角膜內(nèi)皮細(xì)胞的增殖［12］。

此外，局部Rho 激酶抑制劑治療已在急性手術(shù)創(chuàng)傷和其他病因引起的角膜水腫以及內(nèi)皮疾病的治療中表現(xiàn)出潛在的作用。利帕舒地爾和奈他舒地爾是兩種可用于眼科的Rho 激酶抑制劑，一般有很好的耐受性，局部不良反應(yīng)輕微且短暫。

2 Rho激酶抑制劑在青光眼治療中的作用機(jī)制

2.1 降低眼壓 青光眼是以病理性眼壓升高、視神經(jīng)萎縮和視野缺損為共同特征的眼部疾病。目前，降低眼壓的主要機(jī)制為抑制房水產(chǎn)生或者增加房水外流［13］。Rho 激酶抑制劑可以通過影響小梁網(wǎng)細(xì)胞收縮以及小梁網(wǎng)、Schlemm 管的形態(tài)結(jié)構(gòu)促進(jìn)房水流出，降低眼壓［14］。Rho/ROCK 通路的激活可誘導(dǎo)小梁網(wǎng)細(xì)胞收縮、肌動(dòng)/球蛋白組裝、細(xì)胞黏附和細(xì)胞外基質(zhì)合成，進(jìn)而減少房水通過小梁網(wǎng)流出［15］；相反，Rho 激酶抑制劑可以通過阻斷肌球蛋白輕鏈（MLC）磷酸化來抑制小梁網(wǎng)細(xì)胞的收縮［16］，一方面直接抑制MLC磷酸化，另一方面使MLC磷酸酶去磷酸化間接抑制MLC 磷酸化。通過以上兩種途徑，最終使小梁細(xì)胞松弛、阻力降低，進(jìn)而增加房水流出量，最終達(dá)到降低眼壓的目的。經(jīng)Rho 激酶抑制劑處理的小梁網(wǎng)細(xì)胞和Schlemm 管細(xì)胞的細(xì)胞外基質(zhì)減少，細(xì)胞彈力纖維和局部細(xì)胞黏附減少，而Schlemm 管細(xì)胞通透性和小梁網(wǎng)與Schlemm 管內(nèi)壁的距離增加，這些變化會(huì)增加房水的流出［17］。目前，小分子Rho激酶抑制劑的眼用溶液鹽酸利帕舒地爾水合物已經(jīng)在日本等亞洲國家獲批用于治療青光眼［18］。

2.2 改善視神經(jīng)血液供應(yīng) 青光眼會(huì)導(dǎo)致眼部液體循環(huán)功能紊亂，房水淤積，眼壓升高，長期高眼壓會(huì)壓迫視神經(jīng)，導(dǎo)致視神經(jīng)血供不足，造成視神經(jīng)萎縮和視野缺損。Rho 激酶抑制劑能夠擴(kuò)張局部損傷部位血管，起到保護(hù)神經(jīng)組織的作用，促進(jìn)局損傷部位血流恢復(fù)和軸突生長，進(jìn)一步促進(jìn)神經(jīng)纖維的生長和功能，改善視神經(jīng)血供［19］。研究發(fā)現(xiàn)，法舒地爾可以通過與Rho 激酶ATP 結(jié)合部位的競爭性結(jié)合，對(duì)Rho 激酶產(chǎn)生抑制作用，這種作用可以通過加強(qiáng)MLC 磷酸酶的活性來達(dá)到松弛血管平滑肌細(xì)胞的效果；且法舒地爾能夠通過激活內(nèi)皮型一氧化氮合成酶提高體內(nèi)一氧化氮水平，擴(kuò)張血管，增加長期血液供應(yīng)，從而改善視網(wǎng)膜和視神經(jīng)血液供應(yīng)［20］。

2.3 改善青光眼術(shù)后瘢痕形成 青光眼濾過手術(shù)后，傷口過度愈合和瘢痕增生常導(dǎo)致眼壓升高，因此改善術(shù)后瘢痕形成也是青光眼治療手術(shù)后的重要環(huán)節(jié)。TGF-β誘導(dǎo)纖維細(xì)胞收縮并隨后轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞增殖和遷移，在青光眼濾過后傷口愈合中發(fā)揮重要作用。IBRAHIM 等［21］研究發(fā)現(xiàn)，Rho激酶抑制劑可能通過抑制Tenon囊成纖維細(xì)胞向肌纖維細(xì)胞的轉(zhuǎn)分化及通過抑制絲裂原活化蛋白激酶途徑抑制術(shù)后TGF-β信號(hào)傳導(dǎo)來抑制纖維化。這提示Rho激酶抑制劑可能通過潛在的抗瘢痕作用，改善濾過性手術(shù)后的預(yù)后。

3 Rho激酶抑制劑在視網(wǎng)膜疾病治療中的作用機(jī)制

3.1 阻斷視網(wǎng)膜色素變性 視網(wǎng)膜色素變性是一種遺傳性致盲性眼病，導(dǎo)致視力下降的主要原因是光感受器細(xì)胞的死亡，且光感受器中的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞的凋亡是由不同的致病基因引起的［22］。NI等［23］利用Y27632 作用于人視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞（RPE），從細(xì)胞和分子水平探討ROCK 信號(hào)通路在RPE細(xì)胞功能障礙中的作用，結(jié)果表明，在視網(wǎng)膜變性過程中，特異性Rho 激酶抑制劑可以提高視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的活力，促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞的存活，減少細(xì)胞凋亡，從而達(dá)到阻斷視網(wǎng)膜色素變性的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，玻璃體腔內(nèi)注射Y-27632 可能通過半胱天冬酶依賴通路抑制RCS 大鼠光感受器凋亡，對(duì)光感受器變性具有保護(hù)作用。因此，玻璃體腔注射Y-27632 是一種潛在的治療光感受器變性的策略，其中也包括視網(wǎng)膜色素變性。然而，需要進(jìn)一步研究Y-27632 對(duì)光感受器的保護(hù)機(jī)制，以提高其在臨床治療中的保護(hù)效率。

3.2 改善糖尿病視網(wǎng)膜病變及黃斑水腫 糖尿病視網(wǎng)膜病變是一種常見的可致盲的眼部微血管疾病。ROCK 信號(hào)通路與糖尿病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，近其研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病視網(wǎng)膜病變的機(jī)制可能是激活Müller 細(xì)胞的ROCK 通路，從而降低細(xì)胞存活率，增加細(xì)胞遷移，刺激活性氧生成，增加下游效應(yīng)分子的表達(dá)［24］。ROCK 通路可能參與了缺氧和氧化應(yīng)激對(duì)Müller 細(xì)胞的損傷作用。研究發(fā)現(xiàn)，Rho 激酶抑制劑能夠降低糖尿病視網(wǎng)膜病變引起的視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，改善視網(wǎng)膜血管病變，同時(shí)對(duì)黃斑起到保護(hù)作用［25］。ARITA 等［26］研究發(fā)現(xiàn)，法舒地爾能顯著下調(diào)糖尿病小鼠視網(wǎng)膜中ICAM-1表達(dá)，減少白細(xì)胞黏附，對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生直接保護(hù)作用。Y-27632 和法舒地爾能夠降低內(nèi)皮細(xì)胞的炎癥反應(yīng)及凋亡，保護(hù)血—視網(wǎng)膜屏障，減少毛細(xì)血管滲漏［27］。因此。Rho 激酶抑制劑為早期糖尿病視網(wǎng)膜疾病的治療提供了新的治療方法和希望。

3.3 改善視網(wǎng)膜血流 視網(wǎng)膜靜脈阻塞是由于多因素導(dǎo)致的血液成分改變或流體動(dòng)力學(xué)異常進(jìn)而出現(xiàn)視網(wǎng)膜血管阻塞，視力下降，黃斑水腫等不可逆損傷。目前治療主要通過抗凝溶栓藥、激光治療、中醫(yī)治療等［28］。研究發(fā)現(xiàn)Rho激酶抑制劑可以舒張視網(wǎng)膜血管，增加視網(wǎng)膜血液供應(yīng)，改善缺血［29］。另外，玻璃體內(nèi)注射利帕舒地爾可以增加視網(wǎng)膜的血流速度和血流量，研究中部分使用利帕舒德爾可以顯著降低缺血性視網(wǎng)膜疾病小鼠模型的視網(wǎng)膜厚度、新生血管和無灌注區(qū)，改善視網(wǎng)膜血流。法舒地爾通過抑制中性粒細(xì)胞黏附和減少中性粒細(xì)胞誘導(dǎo)的內(nèi)皮損傷來保護(hù)血管內(nèi)皮［26］。因此，Rho 激酶抑制劑可能是視網(wǎng)膜血管疾病的一種新的治療策略。

綜上所述，Rho/ROCK 信號(hào)通路參與了多種眼病的發(fā)生發(fā)展，相關(guān)的Rho 激酶抑制劑在在角膜疾病、青光眼、視網(wǎng)膜疾病等多種眼部疾病的治療過程中顯示出越來越大的潛力，并為治療眼病提供了更多的選擇和幫助。深入探討Rho 激酶抑制劑及Rho/ROCK 信號(hào)通路在眼部疾病發(fā)生發(fā)展中的作用對(duì)治療眼病有很好的幫助和促進(jìn)作用，為解決一些棘手的眼科疾患帶來了希望。雖然Rho激酶抑制劑在眼科疾病治療的研究中表現(xiàn)出良好的效果，但其具體的作用機(jī)制仍不清楚，有待進(jìn)一步研究。