Müller細(xì)胞與糖尿病視網(wǎng)膜病變發(fā)生及早期診斷的研究進(jìn)展

李文君，霍 晶，于文暢

（1.天津市公安醫(yī)院 眼科，天津300042；2.一汽總醫(yī)院 藥學(xué)部，吉林 長春130011）

糖尿病是一個復(fù)雜的代謝性疾病，早期小血管受累，逐漸引起全身很多組織、器官的廣泛損害。糖尿病視網(wǎng)膜病變（diabetic retinopathy，DR）是糖尿病在眼部的重要并發(fā)癥。1型糖尿病（胰島素依賴型糖尿病）患者約10%在起病后5－9年左右便發(fā)生DR，15年后約50%的人發(fā)生，25年后有80%－90%的人出現(xiàn)DR。2型糖尿病（非胰島素依賴型糖尿病）患者的DR發(fā)病狀況與1型糖尿病相似。DR的病理改變包括微血管瘤、硬性滲出、軟性滲出、新生血管、纖維膜形成、視網(wǎng)膜脫離等。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)DR的發(fā)生、發(fā)展與視網(wǎng)膜內(nèi)的Müller細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子有著密切關(guān)系。

1 Müller細(xì)胞在視網(wǎng)膜內(nèi)的生理作用

1.1 Müller細(xì)胞對視網(wǎng)膜的支撐和營養(yǎng)作用

視網(wǎng)膜由內(nèi)到外分為內(nèi)界膜、神經(jīng)纖維層、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層、內(nèi)叢狀層、內(nèi)核層、外叢狀層、外核層、外界膜、視錐視桿細(xì)胞層、視網(wǎng)膜色素上皮層。Müller細(xì)胞包體位于內(nèi)核層的內(nèi)中間層，但Müller細(xì)胞的突起多且長，占據(jù)了從內(nèi)界膜到外界膜的視網(wǎng)膜大部。細(xì)胞發(fā)出放射狀突起縱貫視網(wǎng)膜全層，向內(nèi)在神經(jīng)纖維層形成圓錐形膨大，參與內(nèi)界膜的構(gòu)成；向外越過外界膜，形成微小的絨毛纖維包繞光感受器內(nèi)節(jié)。在外核層、內(nèi)核層、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層發(fā)出帶狀分支形成網(wǎng)狀，包繞神經(jīng)細(xì)胞包體。在外叢狀層、內(nèi)叢狀層、神經(jīng)纖維層發(fā)出細(xì)微的分支包繞神經(jīng)細(xì)胞的樹突、軸突和突觸，并向血管表面發(fā)出小分支包繞血管，參與血－視網(wǎng)膜屏障的構(gòu)成。強(qiáng)大的Müller細(xì)胞突起幾乎包繞了大部分神經(jīng)細(xì)胞及其突起和視網(wǎng)膜內(nèi)血管，對視網(wǎng)膜起到支撐作用，同時提供營養(yǎng)物質(zhì)，它的任何變化都將影響視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞和血管的正常功能。

1.2 Müller細(xì)胞對視網(wǎng)膜各神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)

谷氨酸是存在于視網(wǎng)膜內(nèi)的一種興奮性神經(jīng)毒素，主要通過 Müller細(xì)胞膜上的 GLAST／EAAT－1（Na＋－dependent glutamate／aspartate transporter／excitatory amino acids transporter－1）受體清除[2]。Müller細(xì)胞位于內(nèi)、外叢狀層之間，暴露于神經(jīng)元釋放的谷氨酸環(huán)境里，參與了谷氨酸－谷氨酰胺的循環(huán)轉(zhuǎn)化，將谷氨酸轉(zhuǎn)化為谷氨酰胺傳遞給下一極神經(jīng)元，并釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子傳遞給上一級神經(jīng)元，從而高效清除視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞微環(huán)境中的谷氨酸，達(dá)到保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的目的。

2 糖尿病中Müller細(xì)胞的變化及其影響

2.1 Müller細(xì)胞的變化

在早期糖尿病病人的視網(wǎng)膜內(nèi)，Müller細(xì)胞形態(tài)和數(shù)量均發(fā)生變化，且早于血管的變化。在高糖環(huán)境中，膠原纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）表達(dá)增加，促使 Müller細(xì)胞活化，使其體積增大，數(shù)量增多[2－5]。同時Müller細(xì)胞調(diào)節(jié)周圍環(huán)境中的鉀離子、谷氨酸濃度的功能也下降，使鉀離子、谷氨酸在視網(wǎng)膜內(nèi)蓄積，產(chǎn)生毒性反應(yīng)[6，7]。有研究證實(shí)[8]，糖尿病鼠病程4周后出現(xiàn)Müller細(xì)胞中谷氨酰胺運(yùn)輸因子和受體表達(dá)增加，而12周后兩者的表達(dá)則迅速減少，這說明糖尿病對Müller細(xì)胞的破壞和損傷，尤其是病程12周后更為明顯。

2.2 Müller 細(xì)胞對視網(wǎng)膜的影響

Müller細(xì)胞膜鉀通道和鈣激活鉀通道的功能發(fā)生變化，使得其對細(xì)胞內(nèi)外鉀含量的調(diào)節(jié)能力下降，進(jìn)而出現(xiàn)了視網(wǎng)膜功能紊亂，甚至發(fā)生黃斑水腫[9]。活化的 Müller細(xì)胞產(chǎn)生血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（vascular endothelial cell growth factor，VEGF）、b－成纖維細(xì)胞生長因子 （fibroblast growth factor，b－FGF）、GFAP、干擾素－α（interferon－α，IFN－α）等細(xì)胞因子增多，這些細(xì)胞因子促使血管內(nèi)皮細(xì)胞和周細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致毛細(xì)血管通透性增加，引起視網(wǎng)膜內(nèi)滲出、出血和水腫[10]。這些細(xì)胞因子還能誘導(dǎo)毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生纖溶酶激活物和膠原酶，打開血管內(nèi)皮細(xì)胞的緊密連接，導(dǎo)致視網(wǎng)膜微血管功能喪失，局部微循環(huán)障礙，刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞分化、移行、增生，產(chǎn)生新生血管[11]。視網(wǎng)膜內(nèi)的水腫、滲出進(jìn)一步導(dǎo)致了缺血缺氧和血管閉塞，反過來刺激 Müller細(xì)胞產(chǎn)生更多的細(xì)胞因子[12，13]。已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)在缺血缺氧環(huán)境下的Müller細(xì)胞分泌的VEGF促進(jìn)Müller細(xì)胞表達(dá)過多的基質(zhì)金屬蛋白酶－2（matrix metalloproteinase，MMP－2），這些MMP－2作用于臨近的血管內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)新生血管生成，促使DR進(jìn)入增殖期[14]。

高糖培養(yǎng)的Müller細(xì)胞[15]和患糖尿病的小鼠的 Müller細(xì)胞[16]均出現(xiàn)環(huán)氧合酶（cyclo－oxygenase，COX）表達(dá)增加。花生四烯酸在COX－2的催化下產(chǎn)生前列腺素，誘導(dǎo)新生血管生成，同時COX－2表達(dá)可誘發(fā)VEGF產(chǎn)生。已有實(shí)驗證實(shí)非甾體抗炎藥抑制COX活性，可減少VEGF的表達(dá)[17]。高糖培養(yǎng)中，Müller細(xì)胞膜補(bǔ)體受體C5aR大量表達(dá)，與補(bǔ)體結(jié)合后促進(jìn)細(xì)胞VEGF表達(dá)。通過抑制C5aR，可減少VEGF的表達(dá)[18]。這些實(shí)驗結(jié)果為DR提供了新的治療途徑[19]。

3 Müller細(xì)胞與DR的早期診斷

有研究[20]發(fā)現(xiàn)閃光視網(wǎng)膜電圖 （electroretinograph，ERG）的b波主要起源于神經(jīng)元和Müller細(xì)胞，而 Müller細(xì)胞不參與閃爍光ERG的形成，所以閃爍光ERG記錄的是純神經(jīng)元的反應(yīng)，比較閃光視網(wǎng)膜電圖b波幅值和閃爍光視網(wǎng)膜電圖幅值可以單獨(dú)評價視網(wǎng)膜神經(jīng)元和神經(jīng)纖維的病理反應(yīng)（主要是Müller纖維），提出應(yīng)用閃光ERG的b波幅值／12赫茲閃爍光ERG幅值，即纖維指數(shù)來直接評價Müller細(xì)胞的功能。此研究同時發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜無灌注區(qū)面積大小與纖維指數(shù)是平行關(guān)系，纖維指數(shù)是視網(wǎng)膜缺血缺氧的敏感指標(biāo)。通過計算纖維指數(shù)，能夠發(fā)現(xiàn)DR的最早期的改變，客觀評價DR的病理改變及病情進(jìn)展。

4 小結(jié)

Müller細(xì)胞是視網(wǎng)膜內(nèi)重要的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，起到保護(hù)、營養(yǎng)、支撐視網(wǎng)膜的功能，糖尿病對它的任何損傷均可導(dǎo)致視網(wǎng)膜內(nèi)血管、神經(jīng)細(xì)胞及神經(jīng)傳導(dǎo)的巨大影響，在DR的發(fā)生發(fā)展中起到關(guān)鍵作用。對Müller細(xì)胞及其細(xì)胞因子的研究將給臨床提供更多DR的早期診斷方法和治療途徑。

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