李寶花 郭承偉

年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)是西方國家50歲以上人群致盲的主要原因，在我國，60～69歲人群AMD患病率為6.04%～11.19%，隨著生活質(zhì)量的提高，人類壽命延長，人口老齡化加速，AMD的發(fā)病率逐年上升[1]。目前，濕性AMD患者的治療主要針對脈絡(luò)膜新生血管的處理，而抗血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)藥物的進(jìn)展為濕性AMD患者的治療帶來革命性的改變，但是這仍然不是理想方案。對于干性AMD患者，目前并沒有有效的治療方法，只能用一些支持療法減緩疾病進(jìn)展[2]。因此，深入挖掘AMD發(fā)病的潛在機(jī)制，積極尋找有效的治療方法成為研究者們不斷追尋的目標(biāo)。AMD是光感受器、視網(wǎng)膜色素上皮、Bruch膜和脈絡(luò)膜復(fù)合改變的結(jié)果，這些改變最終導(dǎo)致血-視網(wǎng)膜屏障(BRB)破壞和視網(wǎng)膜神經(jīng)變性[3-5]。Rho/Rho相關(guān)螺旋狀蛋白激酶相關(guān)激酶(ROCK)通路介導(dǎo)了AMD微血管病變、新生血管發(fā)生、內(nèi)皮細(xì)胞遷移、神經(jīng)軸突再生和炎癥反應(yīng)等病理改變[6-7]。本文對近年來Rho/ROCK信號通路參與AMD的臨床研究和實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行綜述，以探討靶向Rho/ROCK治療AMD的潛力。

1 Rho-GTP酶和Rho激酶

哺乳動物中，Rho-GTP酶主要包括Rho、Rac、Cdc42、TC10、TCL、Chp、RhoG、Rnd、RhoBTB、RhoD、Rif和TTF等[8]，其中Rho家族的原始成員包括RhoA、RhoB和RhoC三種亞型，它們具有不同的細(xì)胞功能，RhoA在肌球蛋白收縮性調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用，RhoB已被證實(shí)可以調(diào)節(jié)細(xì)胞因子運(yùn)輸和細(xì)胞增殖，而RhoC可能在細(xì)胞運(yùn)動中發(fā)揮重要作用[9]。ROCK簡稱Rho激酶，是Rho GTP酶的主要下游效應(yīng)因子之一，是一種絲氨酸/蘇氨酸激酶，屬于AGC蛋白激酶家族[10]。

ROCK作為RhoA、RhoB或RhoC的下游效應(yīng)體，參與細(xì)胞運(yùn)動的許多方面，包括細(xì)胞收縮、細(xì)胞遷移到神經(jīng)突觸生長[11]。ROCK包括ROCK1和ROCK2兩個異構(gòu)體，它們的結(jié)構(gòu)有高度同源性，但是也各自具有特定分布和作用[12]。ROCK2在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和骨骼肌中高水平表達(dá)，是細(xì)胞骨架重建、細(xì)胞運(yùn)動和細(xì)胞收縮的必要條件；而ROCK1廣泛分布在肺臟、肝臟、腎臟和睪丸等非神經(jīng)組織中，更多集中于核周區(qū)域，是應(yīng)力纖維形成的必要條件[9,13-15]。

2 Rho/ROCK通路

Rho/ROCK通路由三聚體NogoR/p75/Lingo1、信號素-3A、腎上腺素-A或信號素-4D與其受體的結(jié)合激活[16-19]。Rho/ROCK通路的激活介導(dǎo)廣泛的細(xì)胞功能，包括細(xì)胞骨架重建、分泌、運(yùn)動、分化、增殖、存活、收縮、分裂、黏附、凋亡和癌變等[10,20]。Rho/ROCK信號通路的早期研究主要集中于對癌細(xì)胞的細(xì)胞骨架重建的調(diào)控[21]，而最近的研究逐漸證實(shí)了Rho在多種年齡相關(guān)性疾病中的關(guān)鍵作用，包括糖尿病并發(fā)癥、高血壓并發(fā)癥和AMD等[22-23]。

3 Rho/ROCK對AMD相關(guān)病理組織的調(diào)控作用

3.1 視網(wǎng)膜微血管黃斑分為4個區(qū)域，包括中央凹無血管區(qū)、中央凹區(qū)、副中央凹區(qū)和中央凹周區(qū)，黃斑僅占視網(wǎng)膜表面積的3%，但耗氧量最高，除中央凹無血管區(qū)沒有血管以外，其他區(qū)域均有廣泛的毛細(xì)血管分布[24]。所以，AMD患者黃斑的損傷會牽涉到微血管。Monickaraj[25]等的結(jié)果顯示，RhoA和ROCK的共定位主要發(fā)生在視網(wǎng)膜微血管。Rho/ROCK通路在糖尿病視網(wǎng)膜病變、高血壓動脈硬化、AMD等病理血管的形成過程中起重要作用[26]。研究證明，Rho/ROCK通路參與介導(dǎo)微血管內(nèi)皮細(xì)胞通透性，Rho GTP酶調(diào)控各種內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞骨架動力學(xué)、細(xì)胞遷移和細(xì)胞黏附[27-28]。Adini等[29]的研究顯示，RhoB缺失可導(dǎo)致小鼠的視網(wǎng)膜血管發(fā)育遲緩，并且RhoB修飾內(nèi)皮細(xì)胞中的Akt，而Akt可作為VEGF受體信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的關(guān)鍵介質(zhì)，支持內(nèi)皮細(xì)胞中多種VEGF受體(VEGFR1、VEGFR2和NRP1)的表達(dá)。Anwar等[30]證明RhoA/ROCK通路的激活可以調(diào)控凝血酶誘導(dǎo)的視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)的表達(dá)和功能，從而參與內(nèi)皮細(xì)胞的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與活化、免疫應(yīng)答、炎癥反應(yīng)和血管生成等病理生理過程。

3.2 視網(wǎng)膜色素上皮視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)細(xì)胞是視網(wǎng)膜的最外層，RPE功能障礙是老年性黃斑變性發(fā)生的關(guān)鍵因素。目前玻璃體內(nèi)注射抗VEGF并不能完全恢復(fù)視網(wǎng)膜功能，針對RPE的功能障礙，已經(jīng)開始利用人類胚胎干細(xì)胞來源的RPE細(xì)胞治療AMD[31]。研究證明，抑制ROCK信號通路可降低RPE細(xì)胞黏附程度，并且促進(jìn)RPE細(xì)胞在創(chuàng)面愈合過程中的運(yùn)動[32]。Narimatsu等[33]利用光照誘導(dǎo)Rho/ROCK通路激活，導(dǎo)致RPE細(xì)胞-細(xì)胞連接(緊密連接和黏附連接)、肌動蛋白骨架和屏障結(jié)構(gòu)的破壞，并誘導(dǎo)RPE脈絡(luò)膜發(fā)生AMD相關(guān)病理改變。Rho/ROCK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的激活還可能在RPE中調(diào)節(jié)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化，增加玻璃體切割術(shù)術(shù)后繼發(fā)增生性玻璃體視網(wǎng)膜病變的可能性[34]。而特異性靶向Rho/ROCK信號通路的抑制可促進(jìn)AMD患者的視網(wǎng)膜RPE細(xì)胞存活和細(xì)胞增殖[35]。

3.3 脈絡(luò)膜新生血管從脈絡(luò)膜循環(huán)到視網(wǎng)膜下色素上皮和視網(wǎng)膜下間隙的病理性脈絡(luò)膜新生血管(CNV)是晚期濕性AMD的重要特征，可導(dǎo)致老年患者嚴(yán)重的視力損害[36]。CNV的形成是一個復(fù)雜的病理過程，主要是由于VEGF對未成熟血管的驅(qū)動。盡管玻璃體內(nèi)注射抗VEGF藥物治療對控制異常血管形成有效，但仍然存在許多問題。因此，迫切需要進(jìn)一步研究CNV的發(fā)病機(jī)制，尋找更有效的治療方案。研究發(fā)現(xiàn)，激光誘導(dǎo)的小鼠CNV模型中，RhoA/ROCK信號通路在小膠質(zhì)細(xì)胞中被激活，增加了血管滲漏和血管增殖風(fēng)險(xiǎn)[37]。Zandi等[38]的研究發(fā)現(xiàn)，在濕性AMD患者的CNV中可檢測到ROCK-MLC、MYPT1、IκB-α和NF-κ b p65等下游介質(zhì)的磷酸化水平升高，而抑制ROCK1/2或ROCK2會降低其表達(dá)水平，這表明RhoA/ROCK信號通路在CNV中發(fā)揮關(guān)鍵作用。激光誘導(dǎo)的新生血管性AMD小鼠模型中，新型ROCK抑制劑(AMA0428)會降低視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng)，阻止異常血管生成，降低CNV的面積和滲漏[39]。

3.4 早期視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性病變由于視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性病變是AMD的早期病理損傷，Rho/ROCK通路與視網(wǎng)膜神經(jīng)相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，涉及神經(jīng)突觸的生長和收縮[40]。研究證明，RhoA的特異性敲除顯著增加了視神經(jīng)軸切斷術(shù)術(shù)后的神經(jīng)存活，并增加了體外神經(jīng)突生長和視神經(jīng)擠壓后的軸突再生[41]。Sagawa等[42]研究了一種新的ROCK抑制劑(Y-39983)，將其注射入貓的玻璃體和損傷的視神經(jīng)部位7 d后，可以誘導(dǎo)視神經(jīng)軸突修復(fù)。

位于脈絡(luò)膜毛細(xì)血管和視網(wǎng)膜神經(jīng)層之間的RPE在人類視網(wǎng)膜的穩(wěn)態(tài)中發(fā)揮重要作用，而AMD患者的RPE會撕裂和脫離，形成RPE缺損區(qū)域，并且會導(dǎo)致光感受器細(xì)胞凋亡[43]。在晚期干性AMD大鼠視網(wǎng)膜中，發(fā)現(xiàn)了廣泛視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞的喪失，并且檢測到Rho蛋白在視桿細(xì)胞中特異性表達(dá)，在光信號向神經(jīng)沖動轉(zhuǎn)化過程中發(fā)揮重要作用，該蛋白一旦被光子激活，就會在視覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中產(chǎn)生級聯(lián)反應(yīng)[44]。關(guān)于RPE細(xì)胞脫離的研究顯示，脫離后光感受器中活性RhoA短暫增加，脫離 24 h 后出現(xiàn)軸突的回縮，并且Rho激酶抑制劑在視網(wǎng)膜脫離6 h后使用可顯著阻止軸突的回縮[45]。干性AMD患者視力喪失的主要機(jī)制就是光感受器凋亡、RPE萎縮和脈絡(luò)膜毛細(xì)血管萎縮[31]，因此，Rho/ROCK通路可能是干性AMD病理機(jī)制的重要靶點(diǎn)。

3.5 視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng)AMD已被證實(shí)是一種炎癥相關(guān)性眼病，大量實(shí)驗(yàn)表明，巨噬細(xì)胞是主要的炎癥細(xì)胞，巨噬細(xì)胞極化產(chǎn)生的VEGF和促炎癥分子可以加速AMD進(jìn)展[46-47]。膠質(zhì)細(xì)胞是視網(wǎng)膜的常駐巨噬細(xì)胞，AMD患者視網(wǎng)膜膠質(zhì)細(xì)胞的慢性激活伴隨著促炎癥因子的釋放增加[4]。RhoA/ROCK信號通路在AMD新生血管中調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞極化，ROCK抑制劑在實(shí)驗(yàn)性視網(wǎng)膜病變和角膜損傷模型中顯示出了抗炎作用，表明Rho/ROCK信號通路可能介導(dǎo)了眼部的炎癥反應(yīng)[48]。研究證明，Rho/ROCK信號通路是小膠質(zhì)細(xì)胞活性的主要調(diào)節(jié)器，小膠質(zhì)細(xì)胞中的ROCK途徑調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜幾種炎癥細(xì)胞因子的釋放，包括腫瘤壞死因子α、腫瘤壞死因子β、白介素(IL)-6、IL-8等，最終引發(fā)視網(wǎng)膜組織的炎癥反應(yīng)[34,49]。Narimatsu等[33]研究發(fā)現(xiàn)，ROCK在光誘導(dǎo)下的AMD小鼠模型RPE中被激活，并且誘導(dǎo)IL-6水平顯著升高，激發(fā)視網(wǎng)膜的炎癥反應(yīng)。

3.6 BRBBRB是視網(wǎng)膜內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的最重要組成部分，對分子在血液與視網(wǎng)膜之間的流動具有選擇作用，只有BRB結(jié)構(gòu)和功能保持完整時(shí)，BRB才能維持視網(wǎng)膜微環(huán)境的穩(wěn)態(tài)[50]。AMD是發(fā)生在光感受器、RPE、脈絡(luò)膜和Bruch膜的復(fù)合病變，最終導(dǎo)致BRB分解和變性[51]。Wang等[52]利用枸杞多糖通過靶向Rho/ROCK1信號通路治療糖尿病視網(wǎng)膜病變大鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Rho/ROCK1對BRB具有保護(hù)作用。目前關(guān)于Rho/ROCK調(diào)控AMD患者BRB修復(fù)的研究較少，期待更多的研究去充實(shí)Rho/ROCK對BRB的治療潛力。

4 小結(jié)

綜上所述，RhoA/ROCK廣泛調(diào)節(jié)著細(xì)胞的收縮、黏附、遷移和吞噬等功能，RhoA/ROCK的過表達(dá)誘導(dǎo)了AMD患者視網(wǎng)膜RPE異常增殖和活化、新生血管、神經(jīng)退行性病變、BRB和炎癥狀態(tài)等。目前，Rho/ROCK在治療AMD中顯示出良好的療效，但仍然處于探索階段。因此，充分了解RhoA/ROCK信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的生物學(xué)特性，制定RhoA/ROCK靶向治療AMD的策略，將會為AMD的治療帶來積極的進(jìn)展。