RIR損傷后神經節細胞損傷及治療機制的研究進展

姚 寧 郝 進 王 婷

RIR損傷后神經節細胞損傷及治療機制的研究進展

姚 寧1郝 進2王 婷2

視網膜缺血-再灌注（retinal ischemia reperfusion，RIR）損傷是在缺血性損傷的基礎上發展而來的。視網膜血管阻塞所引起的缺血性眼病在血液再通后，通過一系列鏈式反應，造成視網膜神經節細胞凋亡的發生。如何減輕或防止缺血-再灌注引起的視神經節細胞損傷和凋亡，在視網膜缺血性疾病防治中具有重大意義。

視網膜缺血再灌注；損傷機制；神經節細胞

視網膜缺血再灌注（retinal ischemia reperfusion，RIR）損傷即缺血性眼病患者視網膜在恢復供血后，再灌注在一定程度上加劇了細胞的死亡〔1〕，出現明顯的功能障礙，對視網膜的生理功能產生極大的破壞，可導致視網膜神經元的損傷，造成不同程度的視神經節細胞的凋亡，嚴重地影響著人們的身體健康和生活質量。由于人類視網膜神經節細胞特殊的不可替代性，如何對已發生損傷的視網膜神經節細胞及萎縮的視神經進行有效的逆轉治療，一直是眼科界面臨的難題之一。目前臨床上，早期主要是采取糖皮質激素沖擊、神經營養因子等治療，但是存在諸多缺點及副作用，此類疾病仍無有效可行的治療方法。因此，積極探尋視網膜缺血再灌注損傷的有效藥物，具有重要的臨床意義。現將目前的研究進行綜述。

1 損傷機制

1.1 自由基學說

視網膜缺血再灌注的早期階段，自由基生成增加，通過對脂質、蛋白質及生物膜的破壞，導致多種氧化損傷〔2〕。這是缺血-再灌注時自由基產生破壞的主要途徑。此外，氧自由基通過細胞膜脂質的過度氧化，從而抑制蛋白質的功能，并破壞細胞核酸、染色體等，導致細胞再生障礙〔3〕。興奮性氨基酸〔4〕與突觸后膜受體相互作用，改變膜的通透性，進而破壞離子平衡而損傷神經組織細胞。

1.2 鈣超載學說

以往實驗證明，鈣超載主要發生在再灌注期。鈣離子內流增加，消耗大量的能量，激活相關通道、破壞膜的通透性；另外，細胞內鈣離子濃度升高后可以促進氧自由基的生成，加重視網膜神經節細胞的損傷。相關實驗證實，視網膜缺血再灌注損傷后鈣結合蛋白-28的變化及谷氨酸受體引起的Ca2+內流均與視網膜缺血再灌注有關。

1.3 凋亡基因學說

牛膺筠等〔5〕對大鼠視網膜缺血再灌注損傷模型視網膜超微結構觀察發現，視網膜缺血再灌注后24 h視網膜神經節細胞數量明顯減少，呈程序性級聯式的細胞死亡〔6〕，證實了凋亡基因引起的細胞凋亡是視網膜缺血再灌注損傷的重要發生機制之一。2000年Champlin、Roy等〔7〕研究發現，細胞凋亡的發生在再缺血灌注后6 h明顯升高，24 h后細胞凋亡達到峰值，之后隨著再灌注的延長，凋亡有所下降。

1.4 炎癥介質學說

一方面，動物實驗發現缺血再灌注后6 h，大鼠視網膜組織中腫瘤壞死因子-α迅速增加，可激活組織內的巨噬細胞、內皮細胞和小膠質細胞產生炎癥反應，腫瘤壞死因子-α進一步激活多形核白細胞，增加白細胞-內皮細胞粘附分子的表達，增強血管的滲透性；另一方面，白細胞釋放多種炎癥因子，常見的白介素1β（IL-1β），白介素6（IL-6），腫瘤壞死因子（TNF），趨化因子配體2、5、10，細胞間粘附分子1（ICAM-1）及一氧化氮合酶2（NOS-2）等〔8〕，以及白細胞介素1β，均參與引起再灌注損傷〔9〕。此外，炎癥反應與凋亡因子相互作用共同參與視網膜神經節細胞的凋亡〔10〕。

1.5 谷氨酸興奮性中毒學說

缺血引起視網膜損傷時，神經細胞缺血缺氧，通過高水平的NMED受體的表達，使細胞發生去極化，Ca2+內流集聚，致神經元死亡〔11〕；另一方面，Müller細胞的離子轉運、神經遞質攝取、異物清除、糖原儲存、感光細胞和神經元的電絕緣、視網膜的機械支持以及其它功能受損害時，細胞內谷氨酸攝取減少，細胞外谷氨酸堆積等加重了缺血損傷〔12〕。

1.6 NO學說

在視網膜的缺血損傷中，N0的作用是雙重性的，一方面，NO作為一種眾所周知的細胞毒素，引起能量缺乏、DNA合成抑制以及誘發程序性細胞死亡，從而使NO通過增加缺血后興奮性神經遞質的釋放來加劇組織損傷。NO還會破壞血視網膜屏障，缺血狀態下，激活轉錄因子，誘導一氧化氮合酶（iNOS）表達，催化生成大量的NO〔13〕，這可能是視網膜缺血損傷的重要原因。Iadecola C等〔14〕研究表明，NO在再灌注開始到24 h時間段內沒有發生變化，而在再灌注24 h時段開始有明顯升高，24～48 h達到高峰，并在高水平維持至再灌注72h時段。另一面，NO在RIR中亦有保護作用，見下文，在此不贅述。

1.7 神經營養因子缺乏學說

神經節細胞的生長與靶細胞上的受體結合發揮調節細胞新陳代謝的作用，并從結合位點開始誘發一系列酶聯反應，保持細胞的分子穩定性〔15〕。而血管內皮生長因子作為分泌型堿性蛋白，可使血管通透性增加，同時可促進血管內皮細胞有絲分裂，從而激活胞內酪氨酸激酶，啟動相關信號，進而促進新生血管生長，對視網膜有損害作用。在正常視網膜組織中，胰島素樣生長因子-1（IGF-1）和胰島素樣生長因子結合蛋白-3（IGFBP-3）就有輕微表達，IGF-1和IGFBP-3表達與視網膜缺血再灌注損傷有關，且兩者與RIR損傷的時間呈正相關。

2 治療進展

2.1 西醫治療

針對上述發病機制，目前研究較多的治療方法主要有以下幾種。

鈣離子阻斷劑：氟桂嗪是一種Ca2+超載阻斷劑，通過抑制電壓依賴性或受體依賴性的Ca2+通道及抑制細胞內貯存的Ca2+的釋放來阻止細胞內Ca2+超載〔16〕，抑制一系列酶活化，保護神經細胞。同是鈣阻滯劑的洛美利嗪〔17〕對RIR損害的保護機制歸因于減少細胞內Ca2+升高，對抗NMDA的視網膜毒性，減輕RIR后nNOS表達的增加。劉金璐等〔18〕研究證明，蛋白激酶CK2參與了RGC損傷的過程，大黃素作為CK2抑制劑在視網膜缺血再灌注損傷過程中對RGC有保護作用。

NO的保護作用：如上所述的保護細胞的一面：NO作為一種有效的血管擴張劑及血小板聚集和白細胞粘附抑制劑，通過加強側支循環、阻止血小板和白細胞阻塞微血管來增進缺血后的血流供應，也能通過抑制Ca2+經過NMAD受體內流，限制缺血區的谷氨酸神經毒性〔19〕。丙戊酸（VPA）〔20〕及蛋白激酶抑制劑Fasudil〔21〕在視網膜缺血再灌注損傷中均可通過抑制凋亡蛋白Caspase-3與Bax的表達及誘導抗凋亡蛋白Bcl-2的產生，達到保護神經節細胞的作用。硫化氫（H2S）通過使p-JNK活性減弱，致使信號傳導通路受阻，進而抑制神經節細胞的凋亡〔22〕。

神經營養因子（NGF）的支持：NGF主要對神經元的存活、神經纖維的生長和分化以及再生起重要作用，是維持中樞神經和周圍神經功能的重要活性因子。在RIR損傷中，予外源性神經營養因子，發揮以上作用，促進神經軸突再生和神經細胞功能恢復〔23〕。諸如神經生長因子、睫狀神經營養因子（CNTF）、腦源性神經營養因子（BDNF）、堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）、色素上皮源性因子（PEDF）等均有保護視網膜的功能〔24〕；其中，BDNF在視網膜缺血再灌注損傷中24 h達到高峰，起到保護視網膜節細胞的作用〔25〕。CNTF的保護機制則是通過激活STAT3信號通路減輕神經元的退行性變〔26〕及促進視網膜神經節細胞的存活〔27〕。PEDF的注射對視網膜神經節細胞的損傷有一定保護作用〔28〕。目前，神經生長因子雖已應用于臨床，取得了較好的療效，但仍需進一步研究其生物功能及作用機制。

抗炎癥反應：重組人促紅細胞生成素減少視網膜內炎性細胞的浸潤，減少大鼠RIR損傷后視網膜細胞凋亡，保護視網膜結構〔29〕。人血紅素氧合酶（HO-1）通過抑制NF-kb的表達〔30〕、阿片受體的激動劑通過抑制TNF-α的產生〔31〕，發揮在視網膜缺血再灌注早期對視網膜損傷的保護作用。

2.2 中醫藥

RIR損傷有多種因素參與，相互間可能存在協同或制約作用，而西藥較多存在抗原性、選擇性、半衰期短等缺點，推廣應用不全面。中藥制劑具有改善微循環，降低血液粘滯度，提高機體抗氧化能力等多方面的藥理作用，且副作用少，因此中醫藥是RIR損傷防治的一個重要方向。通瘀開竅中藥〔32〕及燈盞細辛注射液〔33〕均對高眼壓后視神經節細胞有保護作用。丹參注射液通過抑制細胞凋亡、抑制caspase-3的表達和活化〔34〕、清除自由基、減輕鈣超載，起到對視網膜缺血再灌注損傷的保護與治療作用〔35〕。復方丹參注射液球后注射對視網膜缺血再灌注損傷亦有一定的保護作用〔36〕。銀杏葉提取物通過不啟動凋亡基因c-jun，而發揮抗缺血再灌注損傷〔37〕。川芎嗪能阻斷大鼠RIR 12 h后視網膜細胞DNA凋亡樣斷裂〔38〕。黃斑明目顆粒〔39〕通過諸藥合用達到益氣活血，健脾滋陰，補腎明目之中醫所言功效，同時通過對抗視網膜缺血-再灌注損傷所介導的氧化反應、穩定生物膜、降低脂質過氧化物、提高SOD活性等，增強機體清除自由基和組織抗缺氧能力。

山茱萸環烯醚萜苷類成分莫諾苷，不僅具有預防糖尿病性血管病的作用，而且在H2O2損傷神經SY5Y細胞培養模型中研究知莫諾苷通過干預多種損傷機制，從而達到抑制細胞凋亡、增加神經營養，產生神經保護作用。以往僅對莫諾苷在腦缺血再灌注中的作用進行了研究，發現具有良好的神經保護作用，由于視神經是腦白質的延伸，腦和脊髓的損傷研究和治療試驗的結果，也可能適合于視神經損傷，因此進一步對莫諾苷在缺血再灌注視神經節細胞損傷中的研究，可能為臨床治療眼科相關疾病提供新的思路和依據。

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Research progress on mechanism of injury and treatment of retinal ganglion cells after ischemia-reperfusion

YAO Ning,HAO Jin,WANG Ting.Eye Hospital of China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100040,China

Retinal ischemia reperfusion（RIR）damage is developed on the basis of ischemic injury.After recanalization,ischemic eye disease caused by retinal vascular obstruction,leads to the occurrence of retinal ganglion cell apoptosis through a series of chain reaction.The way to reduce or prevent optic ganglion cells associated with ischemia-reperfusion injury and apoptosis,has significance in retinal ischemic disease control and prevention.

retina ischemia-reperfusion;mechanism of damage;ganglion cells

R774

A

1002-4379（2016）02-0137-03

10.13444/j.cnki.zgzyykzz.2016.02.020

1河南鄭州博愛眼耳鼻喉醫院，鄭州450000 2中國中醫科學院眼科醫院

郝進，E-mail：305767201@qq.com