張姝雅,孔 瑋,孔 珺
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視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的功能及其抗新生血管作用
張姝雅1,孔瑋2,孔珺1
Functions of retinal pigment epithelial cell and its roles in anti-angiogenesis
Shu-Ya Zhang1, Wei Kong2, Jun Kong1
Citation:Zhang SY, Kong W, Kong J. Functions of retinal pigment epithelial cell and its roles in anti-angiogenesis.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(2):265-269
摘要
視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial,RPE)由一單層排列整齊的六角形細(xì)胞所組成,位于視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞層和脈絡(luò)膜的Bruch’s膜之間,其形態(tài)及功能的正常維持對(duì)于光感受器細(xì)胞至關(guān)重要,具有維持選擇性轉(zhuǎn)運(yùn)營(yíng)養(yǎng)和代謝物質(zhì)、表達(dá)分泌多種生長(zhǎng)因子、參與視循環(huán)、維持血-視網(wǎng)膜屏障和吞噬光感受器細(xì)胞脫落的外節(jié)盤膜等重要生理功能。RPE細(xì)胞所構(gòu)成的血-視網(wǎng)膜外屏障對(duì)于視網(wǎng)膜穩(wěn)態(tài)的維持必不可少,其功能異常與許多眼底新生血管性疾病密切相關(guān)。本文對(duì)RPE正常結(jié)構(gòu)、分泌生長(zhǎng)因子、血-視網(wǎng)膜屏障功能、抗新生血管等方面進(jìn)行綜述。
關(guān)鍵詞:視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞;血-視網(wǎng)膜屏障;新生血管;血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子
引用:張姝雅,孔瑋,孔珺.視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的功能及其抗新生血管作用.國(guó)際眼科雜志2016;16(2):265-269
0 引言
視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial,RPE)是由胚胎時(shí)期的視杯外層發(fā)育而來(lái),位于視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層和脈絡(luò)膜之間,為排列整齊的單層六角形細(xì)胞,其特殊的極性排列及極性分泌在維持眼部的正常發(fā)育及功能方面發(fā)揮重要作用,與部分眼科疾病的發(fā)生密切相關(guān)[1-3]。RPE細(xì)胞主要功能包括眼內(nèi)離子平衡的維持、吞噬光感受器細(xì)胞外節(jié)膜盤、表達(dá)分泌多種生長(zhǎng)因子、參與視循環(huán)代謝、維持血-視網(wǎng)膜屏障等功能;其與視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞層、Bruch’s膜及脈絡(luò)膜毛細(xì)血管構(gòu)成光感受器細(xì)胞/視網(wǎng)膜色素上皮/Bruch’s膜/脈絡(luò)膜毛細(xì)血管復(fù)合體,復(fù)合體之間的互惠共生關(guān)系及其異常與眼底新生血管性疾病的發(fā)生發(fā)展有著密切的關(guān)系[4-5]。本文對(duì)近年來(lái)關(guān)于RPE細(xì)胞功能及其抗新生血管方面作用的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
1 RPE細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)
RPE細(xì)胞層位于視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層和脈絡(luò)膜之間,為排列整齊的單層六角形細(xì)胞,黃斑部較厚,周邊部較薄。細(xì)胞呈極性排列,分為三部分,即頂部、體部和基底部。在其頂部向光感受器細(xì)胞伸出微絨毛,將光感受器細(xì)胞的外節(jié)包埋于黏多糖間質(zhì)中。RPE細(xì)胞區(qū)別于其他上皮細(xì)胞的是它的頂端表面并不與非細(xì)胞腔相鄰,而是直接毗鄰一層高度分化的感光細(xì)胞,即光感受器細(xì)胞,使其與光感受器細(xì)胞外節(jié)的相互作用更加方便直接?;啄t是為復(fù)雜的內(nèi)折狀結(jié)構(gòu),使之與脈絡(luò)膜的Bruch’s膜緊密連接,維持脈絡(luò)膜毛細(xì)血管的穩(wěn)定[6]。脈絡(luò)膜毛細(xì)血管的完整性對(duì)于滿足光感受器細(xì)胞高代謝需求是必要的,有助于視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜毛細(xì)血管之間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物及細(xì)胞因子的交流。
RPE細(xì)胞間連接與調(diào)控。在上皮組織中,細(xì)胞-細(xì)胞間的相互作用由連接復(fù)合體調(diào)節(jié),位于連接復(fù)合體最頂端的就是緊密連接。任何上皮細(xì)胞屏障的基礎(chǔ)均為緊密連接[7]。同樣,RPE細(xì)胞之間也是通過(guò)連接復(fù)合體相連構(gòu)成血-視網(wǎng)膜屏障,即視網(wǎng)膜外屏障。RPE細(xì)胞間的連接及其細(xì)胞形狀的正常維持對(duì)于屏障功能的正常發(fā)揮至關(guān)重要。而每個(gè)RPE細(xì)胞的形狀是由細(xì)胞骨架維持,細(xì)胞骨架是由微絲、微管及相關(guān)蛋白質(zhì)組成的高度復(fù)雜細(xì)胞質(zhì)網(wǎng)絡(luò),在維持細(xì)胞形狀、定向細(xì)胞器的運(yùn)輸,靶向膜蛋白遷移、細(xì)胞黏附等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。其中,微絲的結(jié)構(gòu)成分為肌動(dòng)蛋白[8]。肌動(dòng)蛋白(actin)是一種主要的骨架蛋白,與肌球蛋白(myosin)共同作用,在細(xì)胞分泌、吞噬、移動(dòng)和分離過(guò)程中起重要作用。其在細(xì)胞中有兩種存在形式,即單體G-actin和多聚體F-actin。肌動(dòng)蛋白素(cofilin),一種肌動(dòng)蛋白結(jié)合蛋白,存在于真核生物中,通過(guò)與肌動(dòng)蛋白纖維解聚作用,可使肌動(dòng)蛋白重復(fù)使用,以確??焖俚募?dòng)蛋白纖維聚合/解聚,從而改變細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)之間的黏附,并最終促進(jìn)細(xì)胞遷移和運(yùn)動(dòng),而細(xì)胞骨架重構(gòu)可能與F-actin的重新分布密切相關(guān)。細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)是一個(gè)多級(jí)復(fù)雜的過(guò)程,目前研究表明,在RPE細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)中起重要作用的調(diào)控因子包括Rho GTPases、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)。Rho GTPases在肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架的調(diào)節(jié)中起核心作用[9]。因其具有GTP酶活性,又稱為GTP酶,在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮著“分子開(kāi)關(guān)”的作用,快速轉(zhuǎn)換于GTP結(jié)合的活化狀態(tài)和GDP結(jié)合的非活化狀態(tài)之間,將細(xì)胞外信號(hào)轉(zhuǎn)至細(xì)胞內(nèi),通過(guò)一系列信號(hào)傳導(dǎo)通路對(duì)肌動(dòng)-肌球蛋白細(xì)胞骨架進(jìn)行調(diào)控而影響細(xì)胞移動(dòng)。Rho GTPases的上游信號(hào)通路包括多種調(diào)控因子,如色素上皮衍生因子(pigment epithelium-derived factor,PEDF)等,其下游信號(hào)通路中Rho連接激酶(Rho kinase,ROCK)為重要因子。轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β(TGF-β)能夠影響調(diào)控細(xì)胞骨架重構(gòu)的Rho GTPases信號(hào)通路從而調(diào)節(jié)RPE的屏障功能。TGF-β存在兩種亞型,即TGF-β1,TGF-β2,其中TGF-β1與此過(guò)程密切相關(guān)。有研究證實(shí),在人牙周膜細(xì)胞中,TGF-β1能夠抑制Rho-GDIa蛋白(GDP分解抑制劑)的表達(dá),從而調(diào)節(jié)ROCK水平使其磷酸化,使actin磷酸化從而影響細(xì)胞增殖及重構(gòu)[10-11]。在RPE細(xì)胞中同樣存在這種信號(hào)通路,通過(guò)Rho/ROCK通路的一系列調(diào)節(jié)增加F-actin的重新分布,為細(xì)胞間提供更好的連接達(dá)到增強(qiáng)RPE屏障的作用。
G蛋白包括Ras、Rab、Rho、Sar/Arf和Ran 5個(gè)亞家族。Rho GTPase在調(diào)節(jié)RPE細(xì)胞屏障連接功能方面的作用已得到證實(shí)。而G蛋白中Ras超家族的一員-小GTPase Rap 1被證實(shí)在調(diào)節(jié)RPE細(xì)胞屏障連接功能方面為一個(gè)新的重要調(diào)節(jié)因子,可能為細(xì)胞連接過(guò)程中的信號(hào)蛋白。小GTPase Rap 1有兩個(gè)亞型:Rap 1A和Rap 1B,其中Rap 1A可能與靜態(tài)下屏障完整性有關(guān),而Rap 1B則調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)過(guò)程中的連接反應(yīng)[9]。小GTPase Rap 1調(diào)節(jié)RPE細(xì)胞屏障連接方式與Rho GTPase相似,均影響F-actin從而達(dá)調(diào)節(jié)細(xì)胞連接聚合和解聚的作用。相關(guān)實(shí)驗(yàn)觀察到Rap 1敲除的RPE細(xì)胞使得更多的脈絡(luò)膜內(nèi)皮細(xì)胞增殖遷移穿過(guò)Bruch’s膜,突破RPE的屏障,使RPE屏障功能瓦解,到達(dá)視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層下形成脈絡(luò)膜新生血管,最終導(dǎo)致許多眼底新生血管性疾病的發(fā)生,如年齡相關(guān)性黃斑變性[12]。所以相關(guān)研究表明在某些年齡相關(guān)性黃斑變性患者中可以通過(guò)選擇性的活化Rap 1的活性增強(qiáng)RPE的屏障功能以達(dá)到抑制脈絡(luò)膜內(nèi)皮細(xì)胞遷移形成新生血管,例如特定RAP1活化化合物8CPT2ME-cAMP,通過(guò)基因治療在RPE細(xì)胞中靶向表達(dá)活化的Rap 1[9]??梢?jiàn)RPE細(xì)胞間連接及其細(xì)胞骨架的調(diào)控為一個(gè)多級(jí)復(fù)雜的過(guò)程,每個(gè)環(huán)節(jié)的正常運(yùn)作保證了RPE細(xì)胞的屏障功能,保持視網(wǎng)膜為相對(duì)無(wú)新生血管的穩(wěn)態(tài),任何一個(gè)調(diào)控因素發(fā)生障礙均會(huì)導(dǎo)致RPE細(xì)胞的功能異常。
2 RPE細(xì)胞的極性分泌
RPE細(xì)胞的一個(gè)最主要功能為在視網(wǎng)膜外層和脈絡(luò)膜之間選擇性地傳送營(yíng)養(yǎng)和代謝物質(zhì),將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從脈絡(luò)膜傳送至光感受器細(xì)胞,然后將代謝終產(chǎn)物、離子和多余的水分反向運(yùn)輸,所以RPE細(xì)胞在維持視網(wǎng)膜穩(wěn)態(tài)方面起到至關(guān)重要的作用。RPE細(xì)胞的極性結(jié)構(gòu)在其頂面及基底面相互作用上極其重要,這在蛋白質(zhì)的定向分泌上同樣起到關(guān)鍵作用。大量研究已證實(shí)RPE細(xì)胞分泌相當(dāng)數(shù)量的生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子及結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白,盡管已經(jīng)證實(shí)許多蛋白質(zhì)的分泌存在頂端或基底面的優(yōu)勢(shì)分泌,然而定向蛋白分泌的重要性通常還是被忽略了。在極性細(xì)胞中,蛋白的分泌需要一個(gè)多級(jí)的復(fù)雜的通路來(lái)控制以確保蛋白分泌被精確定位并從適當(dāng)?shù)募?xì)胞表面釋放[13]。下面介紹幾種RPE細(xì)胞中定向分泌蛋白。
2.1頂部分泌蛋白R(shí)PE細(xì)胞的頂部分泌多種生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子及結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白,如aBCrystallin、Hyaluronan、MMP-2、PEDF、TGF-β、TIMP-I等[13]。其頂部分泌的蛋白質(zhì)均與年齡相關(guān)性黃斑變性有關(guān),其中色素上皮衍生因子(PEDF)與眼底脈絡(luò)膜新生血管發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。PEDF是一類由免疫細(xì)胞及其相關(guān)細(xì)胞產(chǎn)生的調(diào)節(jié)細(xì)胞功能的高活性、多功能蛋白質(zhì),具有神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)、神經(jīng)保護(hù)、抗新生血管、抑制血管通透性等作用,為視網(wǎng)膜維持一個(gè)相對(duì)無(wú)新生血管的環(huán)境[14-15]。另一個(gè)極其重要的生長(zhǎng)因子為TGF-β。如前文所訴,TGF-β存在兩種亞型,即TGF-β1,TGF-β2,其中TGF-β1與在細(xì)胞骨架重構(gòu)方面有重要影響。大量研究表明RPE細(xì)胞的增殖與遷移能夠?qū)е略鲋承圆Aw視網(wǎng)膜病變(proliferative vitreoretinopathy,PVR)的發(fā)生,而TGF-β1與此過(guò)程密切相關(guān)。在病理狀態(tài)下,RPE細(xì)胞脫離神經(jīng)視網(wǎng)膜后能夠進(jìn)入玻璃體腔,發(fā)生上皮間質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)后開(kāi)始異常增殖。TGF-β1在PVR的病理過(guò)程中起重要作用,能夠促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)如膠原蛋白的表達(dá),對(duì)調(diào)控細(xì)胞的形態(tài)發(fā)生、增殖和分化發(fā)揮重要作用[16]。研究還表明,TGF可以調(diào)節(jié)VEGF的表達(dá),從而導(dǎo)致各種眼底新生血管性疾病的發(fā)生發(fā)展。
2.2基底部分泌蛋白同頂部分泌一樣,RPE細(xì)胞的基底部也分泌多種生長(zhǎng)因子及結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白,如Endothelin I、Cystatin C、FGF 5、VEGF等[13]。其中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)同樣在脈絡(luò)膜新生血管的發(fā)生發(fā)展中有著至關(guān)重要的作用。VEGF能夠促血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂從而促進(jìn)新生血管形成,具有增強(qiáng)血管通透性的功能。大量研究證實(shí)RPE細(xì)胞為人眼內(nèi)VEGF最主要也是最初發(fā)育的來(lái)源。RPE源性VEGF不僅在脈絡(luò)膜毛細(xì)血管和RPE的發(fā)育、維持、正常功能發(fā)揮上有著重要作用,同樣也與后兩者的病理過(guò)程息息相關(guān)[17]?,F(xiàn)已知影響VEGF表達(dá)的因素很多,如缺氧、機(jī)械應(yīng)力、晚期糖基化終產(chǎn)物、血管加壓素、細(xì)胞因子(IL-1,TNF-α)及其他生長(zhǎng)因子(如TGF-β2、bFGF、PDGF等)。小眼畸形轉(zhuǎn)錄因子 (microphthalmia-associated transcription factor,MITF) 被證實(shí)參與了RPE 細(xì)胞的正常發(fā)育分化過(guò)程。同樣有研究表明MITF-Tfe家族與RPE中VEGF的表達(dá)密切相關(guān),實(shí)驗(yàn)構(gòu)建了一個(gè)靶向負(fù)向調(diào)控MITF-Tfe表達(dá),結(jié)果導(dǎo)致VEGF表達(dá)顯著降低50%,很大程度上說(shuō)明MITF-Tfe家族直接或者間接地調(diào)控RPE中VEGF的表達(dá)[18]。已知氧化應(yīng)激能夠?qū)е翿PE的功能障礙,以致涉及RPE細(xì)胞重要功能的基因表達(dá)下調(diào),這其中包括與吞噬功能相關(guān)的可溶性Mer受體酪氨酸激酶(soluble Mer receptor tyrosine kinase,sMerTK),調(diào)控全反式視黃醛向11-順式視黃醛轉(zhuǎn)換的重要基因-RPE65(研究證實(shí)RPE65為RPE細(xì)胞中的關(guān)鍵基因,參與視循環(huán)代謝并起到重要作用,其突變可導(dǎo)致Leber氏先天黑曚的發(fā)生)[19-22]。有趣的是,在幾個(gè)RPE特征性的基因研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn),在RPE細(xì)胞功能障礙的情況下,只有MITF的表達(dá)是升高的,功能障礙的RPE細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致光感受器細(xì)胞死亡,然而升高的MITF會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致VEGF高表達(dá),促進(jìn)年齡相關(guān)性黃斑變性的發(fā)生。
另一個(gè)重要的基底部分泌蛋白-堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblastic growth factor,bFGF)已經(jīng)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。基于其能夠誘導(dǎo)VEGF的分泌并促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用而越來(lái)越被人們關(guān)注,可能成為抗新生血管治療方面新的突破方向。然而還有一些生長(zhǎng)因子、細(xì)胞因子及結(jié)構(gòu)相關(guān)蛋白的分泌極性尚未被證實(shí),如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor,HGF)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain derived deurotrophic factor,BDNF)、補(bǔ)體H因子(complement factor H,CFH)等[23]。HGF為促血管生成因子,其作用與VEGF平行,同bFGF一樣在調(diào)節(jié)脈絡(luò)膜新生血管方面可能起至關(guān)重要作用。
已證實(shí)除了以上所述的生長(zhǎng)因子外,與炎癥相關(guān)的細(xì)胞因子也參與脈絡(luò)膜新生血管的形成,如白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-12(IL-12)、白細(xì)胞介素-10(IL-10)、干擾素γ(INFγ)、腫瘤壞死因子-α(TNFα)等[24],這些促炎因子并不需要改變細(xì)胞側(cè)膜間的緊密連接來(lái)調(diào)節(jié)RPE單層細(xì)胞,而是通過(guò)改變跨膜電阻(transepithelial electrical resistance,TER)來(lái)改變其通透性,進(jìn)而影響改變RPE細(xì)胞視網(wǎng)膜屏障功能[25-26]。
3 RPE抗新生血管作用
從RPE細(xì)胞吞噬作用方面來(lái)說(shuō):年齡相關(guān)性黃斑變性為脈絡(luò)膜新生血管性疾病中最具代表性的一類。年齡相關(guān)性黃斑變?cè)缙谥饕淖優(yōu)榇罅坎Aゐ嗟拇嬖?。眾所周知,玻璃膜疣的形成是由于隨著年齡的增長(zhǎng),RPE細(xì)胞生理性吞噬視網(wǎng)膜感光細(xì)胞外節(jié)膜盤的能力退化及代謝不足,致使不能消化的殘余代謝產(chǎn)物-脂褐質(zhì)(lipofuscin)不斷從RPE細(xì)胞內(nèi)排泄至Bruch’s膜處堆積起來(lái)所致。大量的玻璃膜疣不斷形成,進(jìn)而引起RPE/Bruch’s膜/脈絡(luò)膜毛細(xì)血管復(fù)合體變性,黃斑區(qū)和后極部視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜發(fā)生萎縮,嚴(yán)重者致使脈絡(luò)膜毛細(xì)血管通過(guò)破損的Bruch’s膜形成脈絡(luò)膜新生血管,新生血管的形成將引發(fā)一系列病理改變。最新研究發(fā)現(xiàn),N-亞視黃基-N-視黃基-乙醇胺(A2E,N-retinyl-N-retinylidene ethanolamine)為脂褐質(zhì)中的重要組成成分,與年齡相關(guān)性黃斑變性的發(fā)生息息相關(guān)。A2E對(duì)于RPE細(xì)胞的存亡來(lái)說(shuō)是一個(gè)危險(xiǎn)信號(hào),因其能夠通過(guò)一系列信號(hào)通路降低RPE細(xì)胞的吞噬作用,同時(shí)降低細(xì)胞的生存能力。自吞噬作用是RPE細(xì)胞中重要的代謝產(chǎn)物清除機(jī)制,對(duì)于維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)也至關(guān)重要,能夠有效清除細(xì)胞內(nèi)殘余代謝產(chǎn)物。自吞噬作用的降低則導(dǎo)致脂褐質(zhì)于細(xì)胞內(nèi)大量異常堆積,最終RPE細(xì)胞變性死亡。另外,研究還發(fā)現(xiàn)A2E與VEGF-A及炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)相關(guān),實(shí)驗(yàn)通過(guò)A2E抑制劑抑制其活性后發(fā)現(xiàn)炎癥因子包括IL-1β、IL-10等,以及VEGF-A的表達(dá)下降[27-28]。所以有可能通過(guò)抑制A2E的作用減少炎癥因子和VEGF-A的分泌來(lái)增強(qiáng)RPE細(xì)胞的自吞噬作用,從而維持有效的細(xì)胞內(nèi)代謝多余廢物清除系統(tǒng),達(dá)到延緩控制年齡相關(guān)性黃斑變性疾病的發(fā)展進(jìn)程的作用。這為治療以年齡相關(guān)性黃斑變性為代表的一系列脈絡(luò)膜新生血管性疾病提供了又一新的理論依據(jù)。
從RPE細(xì)胞所構(gòu)成的物理屏障及分泌生長(zhǎng)因子來(lái)說(shuō):正常情況下,RPE細(xì)胞能夠有效地抑制脈絡(luò)膜新生血管的形成,這是通過(guò)其形成的物理屏障及促血管生成因子(如VEGF)與抑制血管生成因子(如PEDF)間動(dòng)態(tài)平衡的建立來(lái)完成的,這些因子的極性分泌以及RPE屏障功能維持所得的一個(gè)分泌趨化梯度對(duì)于阻止脈絡(luò)膜新生血管的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用[29-30]。新生血管的形成包括以下幾個(gè)步驟:(1)血管外基質(zhì)的降解;(2)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移;(3)內(nèi)皮細(xì)胞的增生;(4)新生血管的成熟。RPE細(xì)胞能夠釋放相關(guān)蛋白酶抑制因子來(lái)抑制血管外基質(zhì)的降解,從而抑制新生血管的發(fā)生[31]。促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增生和遷移的因子有:VEGF、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子α (TGF-α);抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增生和遷移的因子有:轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β、PEDF等。正常情況下刺激內(nèi)皮生長(zhǎng)和抑制內(nèi)皮生長(zhǎng)的因子處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài),使得內(nèi)皮細(xì)胞處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài),無(wú)新生血管形成,而這一平衡的失調(diào)與新生血管的形成密切相關(guān),最常見(jiàn)的誘因有缺氧、炎癥刺激等。有研究表明在脈絡(luò)膜新生血管患者的玻璃體中VEGF含量明顯升高,而PEDF含量下降;在經(jīng)過(guò)抗VEGF藥物治療后再次檢測(cè)玻璃體內(nèi)VEGF及PEDF含量,發(fā)現(xiàn)雖然部分患者VEGF含量未見(jiàn)明顯下降,但PEDF含量卻明顯上升,即PEDF升高的幅度遠(yuǎn)大于VEGF減低的幅度,表明在經(jīng)過(guò)抗VEGF藥物后,改變的不僅是VEGF的含量,更是刺激內(nèi)皮生長(zhǎng)和抑制內(nèi)皮生長(zhǎng)的因子動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)的改變,而后者的改變?cè)谥委熋}絡(luò)膜新生血管疾病中更為重要。
大量研究已證實(shí),光感受器細(xì)胞、視網(wǎng)膜色素上皮、Bruch’s膜、脈絡(luò)膜毛細(xì)血管之間存在互惠共生關(guān)系,組成光感受器細(xì)胞/視網(wǎng)膜色素上皮/Bruch’s膜/脈絡(luò)膜毛細(xì)血管復(fù)合體。脈絡(luò)膜細(xì)胞死亡或功能障礙導(dǎo)致與其相鄰的RPE缺氧,缺氧的RPE細(xì)胞基底面異常分泌VEGF,Bruch’s膜損傷,最終導(dǎo)致脈絡(luò)膜新生血管的發(fā)生,最終視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞因缺乏來(lái)自脈絡(luò)膜的營(yíng)養(yǎng)而死亡[32]。復(fù)合體中的各個(gè)組成成分既互相依賴又互相影響,只有維持一個(gè)互惠共生的關(guān)系才能保持視網(wǎng)膜的穩(wěn)態(tài)及完整性。其中RPE細(xì)胞的功能正常最為重要。RPE屏障功能的瓦解是濕性年齡相關(guān)性黃斑變性發(fā)生發(fā)展的重要原因。近年來(lái),治療眼底新生血管性疾病的方法包括激光治療、抗新生血管藥物治療、手術(shù)治療以及近來(lái)研究越來(lái)越多的基因治療等。目前應(yīng)用最為廣泛的抗VEGF治療,已成為治療眼底新生血管性疾病最主要的治療手段。然而在正常生理狀態(tài)下,VEGF不僅有促進(jìn)新生血管形成的作用,在營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)及內(nèi)皮細(xì)胞正常生長(zhǎng)過(guò)程中也起到保護(hù)作用,抑制其生物活性不僅抑制新生血管,也抑制其有益作用。因此,研究者試圖開(kāi)發(fā)更為有效且根本的治療方法。大量研究表明,不論從RPE細(xì)胞吞噬作用還是其構(gòu)成的物理屏障、分泌多種生長(zhǎng)因子的角度而言,只有RPE細(xì)胞的各個(gè)生理功能正常維持及運(yùn)作才能使眼內(nèi)穩(wěn)定于無(wú)新生血管的狀態(tài)。所以針對(duì)于RPE細(xì)胞本身的治療成為目前治療眼底許多疾病的又一突破點(diǎn)。其中,通過(guò)基因治療在RPE細(xì)胞中靶向表達(dá)活化的Rap 1,例如特定RAP1活化化合物如8CPT2ME-cAMP,增強(qiáng)RPE的屏障功能以達(dá)到抑制脈絡(luò)膜內(nèi)皮細(xì)胞遷移形成新生血管的目的[9]。近年來(lái)大量實(shí)驗(yàn)研究人胚胎干細(xì)胞分化成的視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞移植來(lái)治療視網(wǎng)膜疾病,細(xì)胞移植是治療RPE細(xì)胞變性的具有前景的方法[33]。作為干細(xì)胞家族的一員, 間充質(zhì)干細(xì)胞治療視網(wǎng)膜疾病有巨大的潛能。雖然具體作用機(jī)制尚不完全明確,但其對(duì)損傷組織的修復(fù)作用已得到證實(shí)。雖然干細(xì)胞定向分化RPE細(xì)胞移植的研究任重而道遠(yuǎn),但可以確信的是基因治療以及RPE移植必將會(huì)成為視網(wǎng)膜新生血管性疾病根本且有效的治療方法。
4 小結(jié)
基于目前對(duì)RPE功能及其在抗新生血管作用方面的大量研究,已經(jīng)證實(shí)RPE細(xì)胞與眼底多種疾病的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。RPE功能及形態(tài)的異??梢鹧鄣紫鄳?yīng)的病理變化,導(dǎo)致多種新生血管性疾病的發(fā)生?,F(xiàn)已證實(shí),許多眼底疾病為基因突變導(dǎo)致,但RPE細(xì)胞所構(gòu)成的視網(wǎng)膜外屏障的瓦解則為許多眼底疾病發(fā)生發(fā)展的觸發(fā)器。因而增強(qiáng)RPE細(xì)胞的屏障作用有助于控制許多眼底疾病的發(fā)展。RPE細(xì)胞的功能正常及完整性對(duì)于人眼維持正常穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要,其正常生理功能及復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制仍需深入探究,其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)的功能障礙均可導(dǎo)致其屏障作用異常。對(duì)RPE的深入研究將為闡述眼底新生血管性疾病的病理生理機(jī)制及防治提供重要依據(jù)及有效途徑。
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·文獻(xiàn)綜述·
Foundation items:Science and Technology Project Plan of Shenyang in 2014(No.F14-208-6-00);Science and Technology Planning Project of Shenyang(No.F12-277-1-64)
1The Fourth Affiliated Hospital of China Medical University, Ophthalmic Hospital of China Medical University,Shenyang 110001, Liaoning Province, China;2Department of Ophthalmology, Shenyang the Fourth Hospital of People, Shenyang 110005, Liaoning Province, China
Correspondence to:Jun Kong. The Fourth Affiliated Hospital of China Medical University, Ophthalmic Hospital of China Medical University, Shenyang 110001, Liaoning Province, China. kongjun@hotmail.com
Received:2015-10-12Accepted:2016-01-07
Abstract?The retinal pigment epithelial (RPE) is composed of a monolayer of cuboidal cells lying between the retinal photoreceptor and the Bruch’s membrane of the choroids. The normality in morphology and function of RPE is essential for photoreceptor. RPE cells have the functions of selectively transporting nutrition, metabolic end products, ions and excess water, expressing and secreting various growth factors, involved in visual cycle, maintaining the blood-retinal barrier and phagocytosis of shed outer segments of photoreceptor cells. The blood-retinal barrier is indispensable for the maintaince of the retina homeostasis, so the dysfunction of the RPE cells contributes to variety of intraocular neovascular diease. This article reviews the roles of RPE in normal structure, secreting growth factors, maintaining the blood-retinal barrier and anti-angiogenesis.
KEYWORDS:?retinal pigment epithelial;blood-retinal barrier;neovascularization;vascular endothelial growth factor
DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2016.2.17
收稿日期:2015-10-12 修回日期: 2016-01-07
通訊作者:孔珺,主任醫(yī)師,研究方向:眼底病.kongjun@hotmail.com
作者簡(jiǎn)介:張姝雅,畢業(yè)于中國(guó)醫(yī)科大學(xué),碩士研究生,研究方向:年齡相關(guān)性黃斑變性。
基金項(xiàng)目:作者單位:1(110001)中國(guó)遼寧省沈陽(yáng)市,中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院中國(guó)醫(yī)科大學(xué)眼科醫(yī)院;2(110005)中國(guó)遼寧省沈陽(yáng)市第四人民醫(yī)院眼科