近视发生发展过程中视网膜色...胞内分子作用机制的研究进展_贾仕玉.pdf

文献综述近视发生发展过程中视网膜色素上皮细胞内分子作用机制的研究进展贾仕玉，刘 勤，张娜娜，钱美伶，杨 君引用：贾仕玉，刘勤，张娜娜，等 近视发生发展过程中视网膜色素上皮细胞内分子作用机制的研究进展 国际眼科杂志；（）：基金项目：甘肃省中医药科研基金项目（）作者单位：（）中国甘肃省兰州市，甘肃中医药大学第一临床医学院；（）中国甘肃省兰州市，甘肃省人民医院眼视光学中心作者简介：贾仕玉，在读硕士研究生，研究方向：眼视光学。通讯作者：刘勤，男，毕业于兰州大学，学士，主任医师，硕士研究生导师，研究方向：眼视光学、眼表疾病 收稿日期：修回日期：摘要近视是目前世界范围内严重威胁患者视力的眼部疾病之一，且它的发生发展是一个复杂的机制。研究发现，视网膜色素上皮（，）细胞在近视的病程进展中起到了关键作用。细胞主要通过雷帕霉素靶蛋白（，）信号通路调控细胞内生长因子、基质金属蛋白酶（，）的表达来调控细胞功能。同时，细胞也可受到多巴胺受体激动剂的调控，从而使细胞功能发生变化，当多巴胺受体激动减弱后会导致 细胞功能发生障碍，从而促进了近视的发展。研究表明 细胞内乙酰胆碱以及全反视黄酸的表达量可以调控 细胞分泌生长因子，生长因子作用于巩膜成纤维细胞，从而调控了近视的病程。同时，也有研究结果显示，细胞可以协调 氨基丁酸对于巩膜细胞的调控作用，间接调控近视的病程。除此之外，通过既往研究发现 细 胞 内 微 小 （）的 表 达 情 况 如、均可通过调控 细胞内 的表达调控来影响细胞外基质的含量及成分，从而导致近视的发生发展。因此，细胞内多种信号通路以及 的表达变化均与近视的发生发展密切相关。本文就近视发生发展过程中 细胞内分子作用机制的研究进展进行综述，以期为近视发生发展过程中的具体分子机制提供一定的理论依据。关键词：近视；视网膜色素上皮细胞；信号调控通路；分子机制：，：（），；，：，；，：，（）（）（），（），：，：；：，（）；（）：引言近视作为目前世界范围内最为常见的人类眼部疾病之一，严重威胁患者的视力及生活质量。流行病学研究显示，至 年预计全球近视人口数目将达到 亿，约占全球总人口数的，而到了 年，全球近视人口数目预计达到 亿人，约占据全球人口数目的。近视会引起患者发生视网膜脱落、脉络膜新生血管以及黄斑萎缩等并发症的发生，甚至导致患者出现不可逆性的视力丧失。因此，明确近视的发生机制并从根本上抑制近视的发生发展是目前研究的热点。视网膜色素上皮（，）是位于视网膜光感受器细胞和脉络膜血液供应之间的有丝分裂细胞，主要起了维持视网膜稳态的重要作用。研究表明，在近视患者的 细胞层中存在着 细胞的丢失，同时单个 细胞的面积较正常人眼中所含 细胞的面积明显增大。而 细胞在近视过程中的病理变化是一个复杂的过程，它受到细胞内多种信号的调控。本文主要通过对近视发生发展过程中 细胞的分子调控机制进行归纳总结，从而为探究近视发病过程中的具体分子机制提供有效参考。近视发生过程中 细胞内信号传导的变化 信号通路 雷帕霉素靶蛋白（，）作为高分子量丝氨酸苏氨酸激酶、磷酸肌醇 激酶相关激酶的家族成员之一，其包含特征性的羧基激酶同源区。的主要功能为控制细胞的生长、活性与功能改变、细胞周期变化、损伤的检查以及端粒的重组与修复。等通过建立 线粒体缺陷小鼠模型，发现小鼠 细胞内氧化磷酸化被明显抑制，而 细胞内 信号通路也同时被激活。等通过建立单眼形觉剥夺性近视小鼠模型，从单眼形觉剥夺和对侧眼正常的小鼠模型的巩膜中分离出 个单细胞，并对他们进行转录组的分析，结果发现差异表达基因明显聚集于 信号和心血管系统中的缺氧信号通路，这些信号通路均在缺氧中发挥调节作用，这提示缺氧相关的信号通路可能在形觉剥夺的眼中被激活。通过在形觉剥夺性近视小鼠结膜下注射 信号通路特异性抑制剂后，发现小鼠近视程度明显加重，具体表现为小鼠的眼轴延长加快，屈光度增大。这一研究结果显示，细胞损伤可能通过 信号通路介导近视的发生发展。同时，为了明确 信号通路在近视形成过程中的具体作用机制，等通过胰岛素处理 后发现，胰岛素处理后 细胞内 信号通路被明显激活，而 内生长因子、的表达水平也明显提高，电镜下观察到 细胞内可见内质网扩张以及泡沫化，提示 细胞变性明显。而加入了 通路抑制剂后，生长因子的表达、细胞活性也相应的降低。的自噬与其自身的细胞活性与功能变化有着密切联系，自噬是一种机体内吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包被进入囊泡，并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解其所包裹的内容物的过程，在维持细胞功能活性以及稳定性方面发挥着重要的作用。研究显示，细胞可以通过自噬机制消除损伤的蛋白质分子或者细胞器，从而确保维持细胞内环境的稳态。等通过高糖诱导 细胞后发现，细胞炎症反应明显提升，凋亡事件的发生情况也明显增加。而通过调控细胞自噬后 细胞的炎症得到明显控制，细胞活性也得以恢复。等通过过氧化氢处理人 细胞后发现氧化细胞死亡事件明显提升，通过减弱氧化诱导的过度磷酸化细胞的活性，提升细胞自噬能力后，得以恢复细胞 通路的水平，上调血红素加氧酶 的表达，对过氧化氢诱导的氧化细胞死亡发挥细胞保护作用。以上研究均表明，细胞的功能活性与细胞自噬密切相关。而 信号通路可能是调控 细胞活性及功能变化的主要信号通路。等通过在 细胞内敲除 上游转录抑制因 子（，）的表达后显示，的活性明显提升，细胞内糖代谢和脂肪代谢能力明显提升。因此，也可能通过调控 的细胞代谢水平从而引起 细胞功能的改变。多巴胺信号通路以往的研究显示，在形觉剥夺性近视动物模型中，视网膜多巴胺（，）的含量明显减少，而通过对近视动物局部注射多巴胺受体激动剂后，动物的近视进展程度被明显抑制。因此说明多巴胺在近视发病过程中起着重要的调控作用。多巴胺主要通过 和 两个受体家族发挥其作用效果。受体主要位于双极细胞、水平细胞、神经节细胞内。受体主要位于视网膜感光细胞、细胞内。受体的作用效应为激活腺苷酸环化酶（，），继 而 增 加 第 二 信 使 磷 腺 苷 酸（，）的含量；而 受体的作用效果与受体相反，受体可以抑制 的活性，减少 的含量。既往研究显示，多巴胺受体激动剂主要通过激活 受体从而实现其对于近视进展程度的抑制作用。而由于 受体主要位于视网膜感光细胞、细胞内，因此 细胞就成为了多巴胺靶向作用位点之一。等通过在有 无 细胞共培养的条件下分别培养巩膜软骨细胞，并于细胞环境下添加多巴胺非选择性受体激动剂（，）。结果显示，当存在 细胞国际眼科杂志 年 月 第 卷第 期 ：电话：电子信箱：共培养时，显著抑制了巩膜软骨细胞的生长、增殖；而当无 共培养时，对于巩膜软骨细胞的增殖、生长能力无明显抑制作用。以上结果表明，主要通过调控 细胞内多巴胺的合成、分泌、释放，从而调节巩膜软骨细胞的生长、增殖。乙酰胆碱信号通路在近视的发生发展过程中，细胞可以分泌多种细胞因子、蛋白如转化生长因子（，），由 细胞分泌并作用于巩膜组织，促进巩膜成纤维细胞的增生以及胶原的产生，最终导致巩膜重塑，进一步促进了近视的发展。研究发现低浓度阿托品可以有效地缓解近视进展。阿托品作为乙酰胆碱 受体拮抗剂，主要通过与内源性乙酰胆碱竞争性受体结合，从而抑制乙酰胆碱的释放。乙酰胆碱作为中枢和外周神经常见的递质之一，与近视的形成密切相关。乙酰胆碱受体分为代谢型毒蕈碱乙酰胆碱受体（型受体）和离子型烟碱乙酰胆碱受体（型受体）。等通过反转录酶聚合酶链锁反应（，）技术检测人 细胞内 受体 的表达情况，同时通过免疫组化检测细胞内 受体蛋白的表达情况，结果显示人 细胞内存在 受体。研究通过于小鸡近视动物模型玻璃体内以及球结膜下注射乙酰胆碱受体拮抗剂阿托品后发现近视的进程被明显抑制。上述研究均提示，在近视的发生发展过程中，乙酰胆碱可能通过促进 细胞分泌 等蛋白因子的分泌、释放，促进巩膜成纤维细胞增生以及胶原生成，引起巩膜重塑，最终导致了近视病程的进展。氨基丁酸信号通路 等通过对近视小鼠 细胞进行单细胞测序后发现，近视小鼠的 氨基丁酸（，）相关通道蛋白的表达量明显降低，提示近视过程中 受体可能也存在相应的调控作用。研究显示，由于近视的发生发展，巩膜细胞外基质蛋白多糖发生重构，使得巩膜 的合成减少，最终导致了近视的加重。目前研究显示 受体主要位于巩膜成纤维细胞、软骨细胞以及 细胞内，而局部注射 后可以直接与巩膜成纤维细胞相互作用，改变细胞内 含量，从而对巩膜的生长、增殖产生相应的影响。而在动物实验中也显示局部应用 受体拮抗剂后近视的程度明显加重。上述实验结果显示，信号通路可能在近视的病程进展中也起到了一定的调控作用。等通过细胞实验显示在近视发生发展过程中，通过 介导 对于巩膜的刺激作用后发现巩膜细胞内糖胺多糖（，）含量明显增加，提示我们 可能通过 细胞对巩膜成纤维细胞发挥作用。当巩膜成纤维细胞与 细胞共培养时，对巩膜的刺激作用效果明显提升。上述研究结果表明，可能通过 细胞调控巩膜成纤维细胞的增殖、分泌，从而引起细胞外基质的重构，最终导致了近视病程的发生发展。全反视黄酸通路研究显示，全反视黄酸（，）的表达情况与近视的发生发展密切相关。通过用 喂养豚鼠后发现，小鼠眼轴明显增加，近视程度明显加重。张未娟等于培养基中加入 的 后培养 细胞，结果显示 细胞的增殖能力受到了明显的抑制作用。而加入 后，细胞分泌的 含量也明显增加。有关形觉剥夺性近视模型的研究发现，在近视模型的眼球后壁中，和视黄酸及其受体的含量都可因近视的发生发展而改变。作为重要的近视因子，可通过刺激巩膜成纤维细胞的增殖、分泌，从而导致巩膜细胞外基质的重构，最终促进了近视的发生发展。等通过进一步分析不同浓度、不同作用时间下 对于 细胞的作用效果，结果显示 作用于 细胞后，细胞内 的表达和分泌呈剂量依赖式和时间依赖式增加。而在抑制了磷脂酶 信号通路后，的分泌量明显降低。上述研究结果表明，在近视的发生过程中，可能通过刺激 细胞分泌，从而促进巩膜成纤维细胞细胞外基质（）的重构，最终导致了近视的加速。近视发生过程中 细胞内 的变化 作为细胞内源性微小，其成熟产物主要由约 个核苷酸组成，主要通过与蛋白质编码基因的 相互配对从而抑制 的翻译进程，最终实现其自身的翻译调控作用。等在细胞实验中证实，可以通过提升 细胞内 的增加从而抑制细胞内（，）的表达。基因作为中枢神经系统以及眼球发育过程中的重要基因，在视网膜分化诱导过程中起着重要作用。等通过对 例近视患者（例中度近视、例重度近视以及 例健康成年人）进行全血采样检测，结果显示随着 表达量的增加，细胞的光密度明显降低。以上结果均显示，可能在近视发生发展过程中起到了主要的调控作用。家 族 主 要 由、三个亚家族组成，其中 作为 所产生的调节剂，可通过经典的 沉默机制对细胞内的信号传导产生影响，从而发挥其作用效果。在调节眼球生长的过程中，巩膜 的重塑可导致眼轴长度及屈光状态发生变化。等通 过 在 细 胞 内 分 别 沉 默 过 表 达 后发现，沉默 后 蛋白的表达明显上调，细胞增殖能力也明显好转。等提出脉络膜新生血管形成过程中，其机制可能是 细胞中 信号传导通 路的活动增 强，从而抑制 了的表达，此过程会导致 蛋白水平的上调从而有利于新生血管形成。这进一步为本研究探讨 对 细胞分泌 的调控作用提供理论 依 据。等 发 现 在 中 国 高 度 近 视 人 群 存 在 中 的基因多态性现象。因此，可能通过调控细胞内 蛋白的表达从而调控 细胞的功能变化，最终导致近视的 ，：发生发展。细胞分泌 的变化从而引起 含量的改变，可能是视网膜正常功能出现病理变化的核心环节。细胞内 蛋白表达失衡是近视发生发展的主要病理变化。曾爱萍等通过用刺激人 细胞后，表达明显提升，引起 比例失衡，最终引起 细胞功能障碍。等通过上调 细胞内 的表达后发现，细胞的上调可以促进 的重塑，进一步削弱 细胞之间的链接。上述研究显示，含量是近视发生过程中的重要分子机制，而 可以通过调控细胞内的表达进一步调控近视的发生发展。小结通过对既往研究的归纳总结，本研究发现 细胞内复杂的信号通路转导与近视的发生发展都具有密不可分的联系。主要通过