祁俏然，沈光林，馬曉萍

作者單位：(200032)中國上海市，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院眼科

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·文獻(xiàn)綜述·

眼表黏蛋白的研究進(jìn)展及其與干眼的相關(guān)性

祁俏然，沈光林，馬曉萍

作者單位：(200032)中國上海市，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院眼科

Research progress on mucin and its relevance to dry eye

Qiao-Ran Qi，Guang-Lin Shen，Xiao-Ping Ma

Department of Ophthalmology, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032，China

Correspondence to:Xiao-Ping Ma. Department of Ophthalmology, Zhongshan Hospital, Fudan University, Shanghai 200032, China.xiaopingma@126.com

Received：2015-12-17Accepted：2016-03-16

Abstract

?Mucins produced by corneal and conjunctival epithelia, conjunctival goblet cells and lacrimal apparatus are important components of preocular tear film, which play important roles as clearing molecules, lubricating agents, antimicrobial agents, dis-adhesive molecules, protective cell surface barrier, osmosensors and signal transmitter. The understanding of the functional roles of mucins and the regulatory steps governing its synthesis and secretion is necessary to develop effective treatment strategies for dry eye.

KEYWORDS:?ocular surface；mucin；dry eye

Citation:Qi QR, Shen GL, Ma XP.Research progress on mucin and its relevance to dry eye.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(4):681-685

摘要

眼表黏蛋白由角膜結(jié)膜上皮細(xì)胞、結(jié)膜杯狀細(xì)胞及淚器(包括淚腺和淚道)產(chǎn)生，是淚膜的重要成分，具有清除、潤滑、抗菌、抗黏附、眼表屏障、感受滲透壓以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等功能。對于黏蛋白來源、結(jié)構(gòu)、分類、分布及功能的研究有助于進(jìn)一步探索黏蛋白與干眼的關(guān)系，進(jìn)一步完善干眼的治療，并為其治療提供新的選擇。

關(guān)鍵詞：眼表；黏蛋白；干眼

引用：祁俏然，沈光林，馬曉萍.眼表黏蛋白的研究進(jìn)展及其與干眼的相關(guān)性.國際眼科雜志2016;16(4):681-685

0引言

淚膜覆蓋于正常的眼組織表面，最內(nèi)層由黏蛋白構(gòu)成。黏蛋白是淚膜的重要組成部分，其改變與眼表疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。黏蛋白具有清除病原體、過敏源及細(xì)胞碎片，潤滑眼表保持正常光滑的眼表光學(xué)界面，防止病原微生物入侵，抗黏附，感受眼表滲透壓以及轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)等重要作用。黏蛋白的改變會(huì)導(dǎo)致眼表疾病的產(chǎn)生。本文就近年來關(guān)于眼表黏蛋白的來源、結(jié)構(gòu)、分類、黏蛋白在眼表上皮細(xì)胞的分布、功能以及黏蛋白在干眼中的表達(dá)變化等研究進(jìn)行綜述。

1眼表黏蛋白的來源

黏蛋白是一個(gè)高分子量的糖蛋白家族，存在于幾乎所有的黏膜表面。迄今為止，人類基因組圖譜中一共確定了23種黏蛋白基因，按照基因克隆的先后順序命名為MUC1～MUC21，其中包括MUC3A、MUC3B、MUC5AC、MUC5B[1]。目前，在人類眼部發(fā)現(xiàn)的黏蛋白有MUC1、MUC2、MUC4、MUC5AC、MUC7、MUC13、MUC15、MUC16、MUC17[1]、MUC19[2]和MUC20[3]。例如:角膜上皮細(xì)胞表達(dá)跨膜黏蛋白MUC1、4、16、20。結(jié)膜上皮細(xì)胞表達(dá)MUC1、4、7、16、20，杯狀細(xì)胞分泌MUC5AC和MUC19[2]；在結(jié)膜組織中還檢測到黏蛋白MUC2、7和它們的mRNA，以及MUC13、15、17的轉(zhuǎn)錄子以及MUC20。淚腺表達(dá)MUC1、4、5AC、5B、7、16和19[2]，而MUC6僅能檢測到其mRNA；淚液排出系統(tǒng)中表達(dá)MUC2、5B、5AC、7，而MUC1、4、6僅能檢測到其mRNA；MUC16在所有的淚器中均有表達(dá)[4]。

2黏蛋白的結(jié)構(gòu)

糖基化是指將糖基連接到蛋白質(zhì)或脂質(zhì)分子上，使得細(xì)胞功能多樣化。黏蛋白是迄今為止發(fā)現(xiàn)的分子量最大且最高度糖基化的糖蛋白，主要由呼吸道、消化道、生殖道及眼表產(chǎn)生。它們的特點(diǎn)是位于黏蛋白核心肽的中心區(qū)域存在富含絲氨酸和蘇氨酸的多個(gè)串聯(lián)重復(fù)序列，為O-糖基化提供空間。由于黏蛋白基因不同，其氨基酸的串聯(lián)重復(fù)序列的數(shù)量各異，而且每個(gè)等位基因其串聯(lián)重復(fù)序列的數(shù)量也不同，使黏蛋白基因及其合成的蛋白具有多態(tài)性。黏蛋白的廣泛O-糖基化是由N-乙酰半乳糖胺轉(zhuǎn)移酶(pp-GalNAc-Ts)(一個(gè)名為多肽的糖基轉(zhuǎn)移酶家族)的催化反應(yīng)下將N-乙酰半乳糖胺(N-GalNAc)添加到絲氨酸或蘇氨酸串聯(lián)重復(fù)序列中。通過不同糖基轉(zhuǎn)移酶的活化，使得糖類有序的添加，最終達(dá)到O-聚糖鏈的延長。廣泛糖基化造成大約55%眼表黏蛋白團(tuán)由O-連接的聚糖組成。另外，O-聚糖還有助于為黏蛋白主干提供一個(gè)延伸的或“瓶刷樣”空間構(gòu)象。

3黏蛋白的分類

由于黏蛋白基因產(chǎn)物的一般結(jié)構(gòu)單元的不同，將黏蛋白分為分泌型黏蛋白和跨膜型黏蛋白。根據(jù)黏蛋白形成聚合物的能力，將分泌型黏蛋白進(jìn)一步分為成膠型黏蛋白和可溶性黏蛋白。

3.1跨膜黏蛋白跨膜黏蛋白包括MUC1、3A、3B、4、12、13、15、16、17、20和21[5]?？缒ば宛さ鞍椎慕Y(jié)構(gòu)與分泌型黏蛋白存在很大區(qū)別?？缒ば宛さ鞍诪閱蜗虻目缒さ鞍踪|(zhì)，其特征是：含有一個(gè)高度保守的短胞質(zhì)尾區(qū)，一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域(呈親水性，將其錨定在上皮細(xì)胞膜上，形成眼表的糖衣被)，一個(gè)名為SEA模塊的一個(gè)自我酶解區(qū)域，以及一個(gè)延伸高度糖基化的細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域(主要由富含絲氨酸和蘇氨酸的重復(fù)序列組成，能夠促進(jìn)上皮細(xì)胞的頂端細(xì)胞多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物的形成)[5]。跨膜型黏蛋白一般比凝膠型黏蛋白分子量小，其由于缺乏富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域，不形成多聚體[1]。其中MUC3A、3B、4、12、13和17在細(xì)胞外結(jié)構(gòu)域和跨膜結(jié)構(gòu)域之間的區(qū)域內(nèi)含有表皮生長因子樣結(jié)構(gòu)域。MUC1、4、16、20除了與細(xì)胞膜錨定外，還以可溶型的形式存在，可能是由于胞外片斷從細(xì)胞表面脫落，或者在轉(zhuǎn)錄后跨膜片段被移除而產(chǎn)生了剪切變異體[6]。

3.2分泌型黏蛋白分泌型黏蛋白包括分為兩類，即成膠型黏蛋白，包括MUC2、5AC、5B、6和9；以及可溶性黏蛋白，即MUC7和9。人類眼表產(chǎn)生兩種分泌型黏蛋白，即成膠型黏蛋白MUC5AC及可溶性黏蛋白MUC7。

3.2.1成膠型黏蛋白成膠型黏蛋白其特征為：中央是一個(gè)大的串聯(lián)重復(fù)序列，兩側(cè)為富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域，其與所謂的血管性血友病因子D區(qū)域具有同源性[5]。在這一區(qū)域內(nèi)通過二硫鍵的形成使得單一黏蛋白產(chǎn)生聚合反應(yīng)。成膠型黏蛋白包括MUC2、5AC、5B、6和19，在它們的串聯(lián)重復(fù)序列的氨基端、羧基端均存在富含半胱氨酸的結(jié)構(gòu)域，其作用是利用半胱氨酸殘基在肽鏈之間形成二硫鍵，以利于黏蛋白單體的聚合[1]。MUC5AC是存在于人類眼表的黏蛋白，是淚膜中的主要成膠黏蛋白，由結(jié)膜杯狀細(xì)胞分泌。McKenzie等[7]的研究發(fā)現(xiàn)淚液中存在另一種成膠型黏蛋白MUC2，最初在小腸黏膜的杯狀細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)用PCR擴(kuò)增技術(shù)，在人類結(jié)膜上皮細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)MUC2的轉(zhuǎn)錄，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)它在眼表的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于MUC5AC含量。他們還推測眼表的MUC2由杯狀細(xì)胞的一個(gè)亞型所分泌[7]。

3.2.2 可溶型黏蛋白可溶性黏蛋白是目前所知的分子量最小的黏蛋白，因其缺乏半胱氨酸結(jié)構(gòu)域，故以單體的形式被發(fā)現(xiàn)[5]。可溶型黏蛋白包括MUC7和MUC9?？扇苄责さ鞍譓UC7是由淚腺及結(jié)膜復(fù)層上皮合成產(chǎn)生，Jumblatt等[8]應(yīng)用原位雜交技術(shù)證實(shí)在一部分淚腺腺泡細(xì)胞存在MUC7 mRNA的表達(dá)。Western Blot印記證實(shí)淚腺中MUC7的表達(dá)，同時(shí)，在人類結(jié)膜組織中發(fā)現(xiàn)MUC7的轉(zhuǎn)錄及MUC7本身，但目前尚無證據(jù)表明它在淚膜中存在。Jumblatt等[8]通過研究得出結(jié)論，即人類淚腺組織中存在MUC7及MUC7相關(guān)的mRNA，而且，結(jié)膜黏膜組織也產(chǎn)生MUC7。

4黏蛋白在眼表的分布

眼表上皮細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)存在成膠型黏蛋白、細(xì)胞表面接觸型黏蛋白以及小的可溶性蛋白。它們遍布于角膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞、杯狀細(xì)胞以及淚器(包括淚腺和淚道)中。

4.1角膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞過去研究已發(fā)現(xiàn)角膜和結(jié)膜復(fù)層上皮細(xì)胞能夠表達(dá)至少3種膜相關(guān)性黏蛋白：MUC1、MUC4和MUC16。這些跨膜型黏蛋白位于眼表黏膜上皮細(xì)胞表面[5,9]，即角膜、結(jié)膜復(fù)層鱗狀上皮的細(xì)胞最頂端，且聚集在頂端細(xì)胞微皺襞的頂端，在上皮細(xì)胞與淚膜的交界處形成一個(gè)密集的多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物，但是，這些黏蛋白也能從細(xì)胞表面釋放并在淚膜中檢測到[10]。MUC1和MUC16出現(xiàn)在角膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞，并通過其胞質(zhì)尾區(qū)與細(xì)胞骨架上的蛋白質(zhì)相互作用[11]。MUC1、16、20表達(dá)于眼表上皮細(xì)胞全層，而MUC4最初發(fā)現(xiàn)表達(dá)于結(jié)膜組織，同時(shí)在角膜緣及淚腺中也有表達(dá)[12]。

MUC4在結(jié)膜上皮細(xì)胞中分布最廣泛，然而越接近于角膜上皮的中心，MUC4的數(shù)量卻明顯減少。結(jié)膜復(fù)層上皮細(xì)胞也表達(dá)分子量小的、可溶性的MUC7，且已檢測到結(jié)膜復(fù)層上皮可合成MUC7。Woodward等研究表明，通過對人類基因芯片庫的分析研究，揭示出MUC20是人類結(jié)膜上皮細(xì)胞中最高度表達(dá)的黏蛋白基因[13]。MUC20為在眼表廣泛表達(dá)的跨膜型黏蛋白，它在人類角膜、結(jié)膜上皮細(xì)胞中有獨(dú)特的分布，即位于角膜、結(jié)膜復(fù)層上皮細(xì)胞的中間細(xì)胞層[13]。在角膜組織中，MUC20首先發(fā)現(xiàn)于角膜復(fù)層上皮細(xì)胞中間細(xì)胞層的細(xì)胞膜上[13]。MUC20結(jié)合型抗體也首先發(fā)現(xiàn)于細(xì)胞基底層柱狀細(xì)胞的頂端膜上，而非位于頂端細(xì)胞層扁平細(xì)胞的頂端膜上，這是與其他跨膜黏蛋白，如MUC16相比較而言。類似的情況也發(fā)生于結(jié)膜組織中，即MUC20亦發(fā)現(xiàn)于結(jié)膜復(fù)層上皮細(xì)胞中間細(xì)胞層的細(xì)胞膜上。Jumblatt等[8]研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)膜復(fù)層上皮細(xì)胞能夠合成MUC7。故目前研究已發(fā)現(xiàn)，角膜和結(jié)膜復(fù)層上皮細(xì)胞能夠表達(dá)至少5種黏蛋白，即MUC1、4、7、16和20。

4.2結(jié)膜杯狀細(xì)胞杯狀細(xì)胞是插入到結(jié)膜上皮細(xì)胞間的特化細(xì)胞，其在球結(jié)膜的鼻下部分?jǐn)?shù)量最多。它們能產(chǎn)生包含成膠型黏蛋白MUC5AC的分泌顆粒。由免疫熒光顯微技術(shù)獲得的最近的數(shù)據(jù)也表明MUC19存在于結(jié)膜杯狀細(xì)胞；然而，這尚未經(jīng)原位雜交技術(shù)證實(shí)[14]。在結(jié)膜中可檢測到成膠型MUC2，但尚無書面數(shù)據(jù)發(fā)布證實(shí)杯狀細(xì)胞的特定存在部位。Woodward等研究表明，通過免疫熒光顯微鏡檢查發(fā)現(xiàn)MUC20存在于角膜、結(jié)膜上皮細(xì)胞，而未在杯狀細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)，由于其細(xì)胞內(nèi)缺乏與MUC5AC共定位的分泌泡結(jié)構(gòu)，因此仍需進(jìn)一步研究[13]。

4.3淚腺M(fèi)UC1、MUC4、MUC16、MUC5AC、MUC5B、MUC6、MUC7已被發(fā)現(xiàn)存在于淚腺中[4]。MUC16也在Krause氏副淚腺以及鼻淚管中檢測到[4]。MUC1、MUC2、MUC4、MUC5AC、MUC5B、MUC6以及MUC7也在淚囊及鼻淚管上皮細(xì)胞中表達(dá)。Jumblatt等[8]研究也發(fā)現(xiàn)，淚腺可合成MUC7。最新研究發(fā)現(xiàn)眼表及淚腺中發(fā)現(xiàn)成膠型黏蛋白MUC19的表達(dá)，盡管其生物學(xué)功能仍需探索，據(jù)推測其很可能與MUC5AC起到相同作用[12]。

5眼表黏蛋白的功能

O-糖基化蛋白，尤其黏蛋白，在維持眼表穩(wěn)態(tài)中起到重要作用。黏蛋白通過潤滑眼表、減少摩擦等減少干燥環(huán)境對黏膜上皮細(xì)胞的損害。同時(shí)，黏蛋白也具有免疫功能，包括鞏固上皮屏障，介導(dǎo)多種抗菌成分發(fā)揮作用，阻止病原體黏附于眼表[15]以及清除病原體以及其他雜質(zhì)成分[16]。另外，黏蛋白還具有影響細(xì)胞生長、分化的功能，參與細(xì)胞與細(xì)胞間以及細(xì)胞與基質(zhì)間反應(yīng)，以及信號(hào)傳導(dǎo)的功能[17]。

傳統(tǒng)意義上,黏蛋白分泌功能就是指成膠型黏蛋白的功能，即潤滑與清除防御的功能。最新的證據(jù)顯示跨膜型黏蛋白也為角膜和結(jié)膜上皮細(xì)胞提供屏障功能。這一節(jié)將討論分泌型黏蛋白和跨膜型黏蛋白在眼表的功能，包括其共同作用及各自特點(diǎn)。淚腺功能單元(LFU)的不同成分表達(dá)不同類型的黏蛋白，并在維持眼表穩(wěn)態(tài)中起到不同作用。

5.1分泌型黏蛋白

5.1.1清除作用成膠型黏蛋白能夠?qū)⑦^敏源和細(xì)胞碎片聚集在一起并協(xié)助將其清除出黏膜表面。電子顯微鏡以及Western Blot印跡分析顯示細(xì)胞表面黏蛋白常常在杯狀細(xì)胞內(nèi)形成多聚體，但以單體的形式從淚膜中將其分泌出來[10]。淚液中低分子量蛋白的出現(xiàn)可能反映出對眼表黏蛋白的特定要求，即角結(jié)膜上皮細(xì)胞聚合的、黏性的外層將會(huì)損壞角膜的透明并不利于光線的折射。

成膠型黏蛋白也可作為病原體的相應(yīng)受體，因此，有助于黏膜表面的清除病原體。在動(dòng)物模型中已經(jīng)證實(shí)淚膜中的黏蛋白能夠結(jié)合綠膿桿菌，因而阻止微生物接觸角膜上皮并通過淚腺引流通道將其清除。研究指出，MUC5AC以凝膠成分遍布上皮細(xì)胞表面，能夠聚集并清除細(xì)胞碎片[15]。

5.1.2潤滑劑成膠型黏蛋白能夠形成高度水化黏液凝膠并對上皮細(xì)胞的表面起潤滑作用。分泌型黏蛋白的這一高度親水的特征可能是它能潤滑眼表以及通過眨眼或摩擦降低剪切應(yīng)力的原因。MUC5AC為分子量較大的成膠型黏蛋白，由結(jié)膜杯狀細(xì)胞以及淚腺分泌，并組成淚液中含水的凝膠成分。該凝膠成分遍布上皮細(xì)胞表面，作為潤滑劑潤滑眼表[15]。

5.1.3抗菌劑已經(jīng)證實(shí)存在于唾液腺中20-肽的小分子、可溶性的MUC7具有強(qiáng)有力的抗真菌和抗細(xì)菌活性[18]。盡管還沒在淚液中發(fā)現(xiàn)MUC7，但是它很可能在淚腺中也起到抗菌劑的作用。研究指出，MUC5AC以凝膠成分遍布上皮細(xì)胞表面，同時(shí)介導(dǎo)抗菌分子及細(xì)胞因子來保護(hù)眼表環(huán)境[15]。

5.2跨膜型黏蛋白

5.2.1抗黏附功能眼表的跨膜黏蛋白分布于眼表黏膜上皮細(xì)胞的頂端表面[9,15]。由于其具有親水性，可以吸附淚膜中的水分，從而穩(wěn)定角膜和結(jié)膜表面的淚膜。由于跨膜黏蛋白和分泌型黏蛋白均帶有負(fù)電荷，它們之間存在斥力，有利于分泌型黏蛋白隨眼瞼運(yùn)動(dòng)在眼表面分布，具有潤滑眼表的作用?？缒ば宛さ鞍仔纬梢粋€(gè)厚的細(xì)胞表面多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物，能從眼表面的細(xì)胞膜延長出500nm。使用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)流分析，最近證實(shí)跨膜型黏蛋白是通過O-多聚糖的作用實(shí)現(xiàn)角膜上皮細(xì)胞表面頂端的非黏附特征[19]。這些結(jié)果表明細(xì)胞跨膜型黏蛋白能在眨眼及睡眠時(shí)潤滑瞼緣并防止其與角膜上皮和瞼結(jié)膜處細(xì)胞表面的粘連。MUC1在抵抗病原體的黏附中起到保護(hù)眼表的作用。

5.2.2細(xì)胞表面的保護(hù)屏障功能眼表的黏蛋白可以形成保護(hù)屏障，具有防止病原微生物入侵的作用。當(dāng)眼表上皮缺損或變性時(shí)，淚膜中的黏蛋白會(huì)填補(bǔ)在跨膜蛋白缺損區(qū)以維持淚膜的穩(wěn)定分布。最近的證據(jù)表明，跨膜型黏蛋白可以維持黏膜屏障完整性，防止細(xì)胞外基質(zhì)穿透到眼表面的上皮細(xì)胞。人類角膜上皮細(xì)胞中表達(dá)的跨膜黏蛋白能阻止用于檢測如干眼等眼表疾病的眼表損害程度的虎紅、陰離子及有機(jī)染料等細(xì)胞外分子滲透到眼表[11]?？缒ば宛さ鞍椎募?xì)胞表面屏障的保護(hù)功能也存在于其他上皮細(xì)胞中，例如胃腸道上皮細(xì)胞，黏蛋白以及黏蛋白O-聚糖的缺失導(dǎo)致黏膜完整性受損，其表現(xiàn)為異硫氰酸熒光素滲透率增加，結(jié)腸炎的發(fā)展以及全身感染[20-21]。

5.2.3 滲透感受器作用最近的對于酵母菌的研究數(shù)據(jù)表明，隨著滲透壓的增高，類似黏蛋白的跨膜蛋白Hrk1和Msb2可以激活HOG信號(hào)通路[22]。因此，可以假設(shè)跨膜型黏蛋白在高等真核細(xì)胞中可能具有通過胞外域感受細(xì)胞外環(huán)境的新功能，并能將信號(hào)傳遞到細(xì)胞內(nèi)領(lǐng)域[23]。

5.2.4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能MUC1細(xì)胞漿內(nèi)肽鏈的酪氨酸殘基磷酸化后，通過與包含SH2片段的蛋白相互作用而發(fā)揮信號(hào)傳導(dǎo)作用[24]。一些跨膜黏蛋白包含類似表皮生長因子的片段。MUC4的表皮生長因子片段可以作為配體，調(diào)節(jié)受體酪氨酸激酶ErbB2的活性，從而調(diào)節(jié)上皮細(xì)胞的生長[25]。

5.3共同作用由結(jié)膜杯狀細(xì)胞分泌的成膠型黏蛋白是構(gòu)成黏液層的主要成分，是淚膜的最深層。包括黏蛋白在內(nèi)的來源于角膜、結(jié)膜上皮細(xì)胞的多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物遍布于黏液層。兩種類型的黏蛋白即成膠型和跨膜型黏蛋白，協(xié)助淚膜中位于黏液層上方的水液層的更新?lián)Q代。通過這種方式，杯狀細(xì)胞來源的成膠型黏蛋白與眼表上皮細(xì)胞來源的跨膜型黏蛋白共同作用于淚膜的擴(kuò)散并起到穩(wěn)定淚膜的作用。且在因角膜異物行上皮細(xì)胞清創(chuàng)術(shù)的患者，其脂質(zhì)層的流動(dòng)在角膜上皮完整區(qū)域與正常情況下脂質(zhì)層流動(dòng)相同，而在潰瘍邊緣重新分流并包繞潰瘍邊緣。因此，在潰瘍局部因跨膜型黏蛋白的缺失，淚膜不能正常擴(kuò)散。這一觀察指出跨膜型黏蛋白在眼表上皮細(xì)胞的表達(dá)對于淚膜的擴(kuò)散具有重要意義。

6黏蛋白的基因調(diào)控機(jī)制

環(huán)境、生理學(xué)因素、病理學(xué)因素都能影響?zhàn)さ鞍谆虻谋磉_(dá)。這些因素包括空氣污染、細(xì)菌感染、癌癥、囊腫性纖維化、激素以及胚胎移植。調(diào)控黏蛋白基因表達(dá)的分子學(xué)機(jī)制尚未完全明確，但最近研究通過MUC 2和MUC 5AC調(diào)控區(qū)的熒光素酶報(bào)告基因，揭示了NF-κB以及Sp家族的轉(zhuǎn)錄因子假定的結(jié)合靶點(diǎn)的存在，并得出相應(yīng)結(jié)論，即在不同的刺激條件下通過共同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)串聯(lián)途徑激活黏蛋白的轉(zhuǎn)錄。

眼部維生素A的缺乏也會(huì)導(dǎo)致眼表異常，比如引起干眼及上皮細(xì)胞角質(zhì)化。維生素A缺乏的小鼠，隨著其上皮細(xì)胞鱗狀上皮化生的加重其眼表表達(dá)rMUC4和rMUC5AC的能力逐漸減弱。而即使是因維生素A缺乏導(dǎo)致眼表角質(zhì)化嚴(yán)重的患者，rMUC1的表達(dá)亦未受到影響。因此，維A酸類物質(zhì)能夠調(diào)節(jié)眼表rMUC4和rMUC5AC的基因表達(dá)，可能是與出現(xiàn)在黏蛋白基因調(diào)節(jié)區(qū)的維A酸受體相互作用的結(jié)果。

7黏蛋白與干眼的關(guān)系

干眼是由淚液滲透壓升高及眼表炎癥反應(yīng)為特征的多因素疾病。基于以人口為基礎(chǔ)的流行病學(xué)研究，國際干眼協(xié)會(huì)(2007)報(bào)道在不同年齡層干眼的發(fā)病率5%～35%。除此之外，干眼的影響已擴(kuò)展到對日常生活活動(dòng)、社會(huì)及身體功能及生活質(zhì)量等諸多方面。干眼的發(fā)病機(jī)制是以與疾病相關(guān)的眼表損害及主觀癥狀為特征的循環(huán)放大過程。由于眼表淚膜滲透壓上升及淚膜穩(wěn)定性，引起包括杯狀細(xì)胞在內(nèi)的眼表上皮細(xì)胞的凋亡。杯狀細(xì)胞分泌的成膠型黏蛋白在維持淚膜穩(wěn)定性上起到了重要作用，杯狀細(xì)胞數(shù)量的減少導(dǎo)致相應(yīng)黏蛋白的減少，這加劇了淚膜穩(wěn)定性的下降以及淚膜滲透壓的升高，這使得干眼的進(jìn)程進(jìn)入一種惡性循環(huán)。因此，增加黏蛋白的分泌是打破干眼這一惡性循環(huán)的重要治療目標(biāo)。

7.1干眼中黏蛋白的改變淚液滲透壓的升高和淚膜不穩(wěn)定是干眼發(fā)生的兩大核心機(jī)制[1]，任何引起淚膜不穩(wěn)定或淚液滲透壓升高的因素都可導(dǎo)致淚液蒸發(fā)過多，最終導(dǎo)致干眼的發(fā)生，而干眼又會(huì)進(jìn)一步破壞淚膜的穩(wěn)定性并進(jìn)一步升高淚液滲透壓，因此兩者互為因果。淚液滲透壓升高可激活一系列的炎癥反應(yīng)造成眼表上皮的破壞，這些破壞包括細(xì)胞凋亡、杯狀細(xì)胞減少以及黏蛋白的改變，它們均可引起淚膜不穩(wěn)定，從而加劇淚液滲透壓的升高，形成惡性循環(huán)。因此黏蛋白的改變，包括量的減少和糖基化的改變，是干眼發(fā)病機(jī)制中的中間環(huán)節(jié)，同時(shí)也是干眼的結(jié)果之一。

淚液質(zhì)或量的下降是干眼的特點(diǎn)，同時(shí)炎癥反應(yīng)在干眼的發(fā)病機(jī)制中也起到重要作用。由于黏蛋白是淚液的重要組成成分，故可推測出眼表黏蛋白表達(dá)的變化影響到干眼患者淚液的形成。因此，干眼中O-聚糖型黏蛋白表達(dá)以及糖基化的改變是視覺科學(xué)家仍想探索研究的主題，但顯然這項(xiàng)研究存在較大的挑戰(zhàn)，比如對收集的干眼患者的微量淚液樣本的成分進(jìn)行研究。很可能是由于淚液樣本容量的限制、病因?qū)W的多樣性以及嚴(yán)重程度的不同最終導(dǎo)致關(guān)于干眼中黏蛋白表達(dá)的大量報(bào)告結(jié)論的不一致。盡管目前存在的研究很少具有共同的主線，但能得出一個(gè)普遍關(guān)注的結(jié)論，即干眼患者缺乏杯狀細(xì)胞，因此MUC5AC表達(dá)減少，尤其在中重度干眼患者中尤為明顯[26-27]。有趣的是，在兩只不同的缺乏MUC5AC的轉(zhuǎn)基因小鼠體內(nèi)檢測到MUC4和MUC5B的代償性升高[28-29]。在杯狀細(xì)胞減少的同時(shí)，黏蛋白的糖基化也發(fā)生變化，例如在輕中度干眼中MUC1的唾液酸化作用上調(diào)，而在重度干眼中MUC1的唾液酸化作用下降[30]。綜上所述，跨膜型黏蛋白MUC1、MUC4、MUC16表達(dá)及糖基化的改變均在干眼中提及，盡管研究結(jié)果存在顯著差異。通過對這些研究結(jié)果的分析，這些結(jié)果顯示干眼中糖基化及黏蛋白的改變，在起初階段隨著杯狀細(xì)胞的損失表現(xiàn)為跨膜型及其他黏蛋白代償性增多，但隨著病情的進(jìn)展，黏膜上皮細(xì)胞的轉(zhuǎn)化刺激了眼表黏蛋白和/或糖基化表達(dá)的下降。

關(guān)于眼表黏蛋白與炎癥反應(yīng)的相關(guān)性也被研究。如上所述，MUC5AC的表達(dá)隨著干眼的發(fā)展逐漸減少[27]，這也與炎癥反應(yīng)的增多密切相關(guān)[27]。另一項(xiàng)研究顯示，與干眼相關(guān)的炎癥介質(zhì)能夠直接影響眼表黏蛋白，伴隨著MUC1和MUC16基因表達(dá)、蛋白質(zhì)表達(dá)以及細(xì)胞外的釋放[31]。關(guān)于炎癥反應(yīng)對眼表黏蛋白的影響仍需進(jìn)一步的研究與闡述。

除外干眼中黏蛋白的研究，研究人員在健康人員及干眼患者是眼表發(fā)現(xiàn)了其他糖基化相關(guān)基因及蛋白(獨(dú)立的糖原和糖蛋白)。如糖蛋白340(DMBT 1)、催淚蛋白以及蛋白多糖4等糖蛋白在免疫保護(hù)、上皮細(xì)胞增殖以及眼表潤滑中起到一定作用[32-33]。有研究提到糖基化相關(guān)基因的不同的調(diào)節(jié)方式[15]，然而，關(guān)于不同類型干眼的黏蛋白及糖基化研究有助于黏蛋白表達(dá)改變及引起眼表異常等分子事件的研究。不論是分泌型黏蛋白或跨膜黏蛋白，隨著它們含量的減少，其穩(wěn)定淚膜、保護(hù)眼表的功能必然受到影響，可導(dǎo)致干眼的發(fā)生。

因此黏蛋白的改變，包括量的減少和糖基化的改變，是干眼發(fā)病機(jī)制中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是干眼的結(jié)果之一，仍然需進(jìn)一步的研究。

7.2黏蛋白對干眼診斷及治療的指導(dǎo)意義眼表黏蛋白由角膜結(jié)膜上皮細(xì)胞、結(jié)膜杯狀細(xì)胞及淚器(包括淚腺和淚道)產(chǎn)生。眼表黏蛋白作為淚膜的重要成分，它在眼表起到清除、潤滑、抗菌、抗黏附、眼表屏障、感受滲透壓以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能。黏蛋白發(fā)生改變(包括量的減少和糖基化的改變)，是干眼發(fā)病機(jī)制中的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是干眼的結(jié)果之一。因此，對于黏蛋白的來源、分類、結(jié)構(gòu)、分布、功能及其基因調(diào)控機(jī)制的研究有助于進(jìn)一步探索黏蛋白與干眼的關(guān)系，進(jìn)一步完善干眼的治療，并為其治療提供新的方向。

8展望

黏蛋白是淚膜重要組成成分，在維持眼表穩(wěn)態(tài)、淚膜穩(wěn)定方面有重要作用，檢測眼表黏蛋白的含量可作為評(píng)價(jià)淚膜功能的一種方法。黏蛋白的異常是干眼發(fā)病機(jī)制中的重要環(huán)節(jié)之一。因此，完善對黏蛋白的研究有助于明確黏蛋白在干眼中所起的作用、眼表黏蛋白合成的機(jī)制以及干眼中黏蛋白組成的改變。干眼中黏蛋白的含量及結(jié)構(gòu)均有所改變，因此黏蛋白的檢測對于干眼的診斷、藥物療效的評(píng)估等均有一定的價(jià)值。鑒于黏蛋白在穩(wěn)定淚膜及保護(hù)眼表方面的重要作用，促進(jìn)黏蛋白的分泌或表達(dá)的藥物可用于干眼的治療。

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DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2016.4.23

收稿日期：2015-12-17 修回日期： 2016-03-16

通訊作者：馬曉萍，女，碩士，副主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師，研究方向：眼表疾病、眼整形.xiaopingma@126.com

作者簡介：祁俏然，女，復(fù)旦大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：眼表疾病、眼整形。