細胞凋亡在干眼癥發(fā)病中的作用及相關機制的研究進展

李娟 金龍山 沈貞女 李英俊

摘要干眼癥是由多種因素相互作用所致的一種淚液和眼表疾病，發(fā)病率較高，發(fā)病原因有多種，而細胞凋亡在干眼癥的發(fā)病機制中占有非常重要的地位。細胞凋亡是由多蛋白嚴格控制的主動過程，涉及一系列相關蛋白的激活、表達及蛋白調(diào)控等，文章將對細胞凋亡的機制及其在干眼癥發(fā)病中的作用進行綜述。

關鍵詞干眼癥；細胞凋亡；凋亡蛋白

干眼癥是由多種因素引起的淚液和眼表疾病，包括視力下降、淚膜不穩(wěn)定和潛在的眼表損傷等眼部癥狀，并伴隨著滲透壓改變和眼表炎性反應的增加。故干眼癥患者常由于淚液反射的刺激而導致淚液的分泌量增加，嚴重者甚至出現(xiàn)角膜水腫、角膜上皮剝脫等角膜的損傷。近年來，由于社會環(huán)境的變化及用眼習慣的錯誤，從而使干眼癥的發(fā)病率呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。同時，細胞凋亡在干眼癥發(fā)病機制中的作用也逐年被發(fā)現(xiàn)。本文主要通過研究細胞凋亡機制對于干眼癥發(fā)病的影響進行相關的概述。

干眼癥的發(fā)病機制

最近的研究表明，干眼癥的發(fā)生發(fā)展與炎癥、細胞凋亡、性激素水平等因素密切相關。干眼癥的發(fā)病過程具有多樣性，在不同類型、不同個體的發(fā)病機制和發(fā)病過程是不相同的。

干眼癥是一種非感染性的免疫相關疾病。干眼癥患者的眼睛可能是由于炎性因子的刺激，一些T淋巴細胞在眼內(nèi)增加，眼內(nèi)組織同時又進一步表達了炎性因子和細胞黏附分子，進而使炎性細胞增多，患者局部炎性反應放大。

對于缺乏維生素A的兔眼模型中發(fā)現(xiàn)，角膜組織上皮細胞的Fas、FasL及Bax表達增加可以導致凋亡率明顯較正常眼增高，Bcl-2表達減少也可以同樣導致細胞凋亡率提高。在以兔作為研究對象的干眼癥模型中，相對于正常眼來說，結(jié)膜上皮細胞中的Fas、Fast的表達明顯增強，同時，淚腺上皮細胞中的Fas、Fast的表達也明顯增強，二者相互促進，相互影響。另有相關研究證實，干眼癥患者結(jié)膜組織上皮細胞的TGF-β表達增高可以導致細胞凋亡指數(shù)同時上升，且促凋亡因子與致炎因子表達的增加則可激活凋亡通路，干眼癥患者眼球表面的改變是二者共同作用的結(jié)果。相關文獻表明，淚腺細胞凋亡以及眼表上皮細胞的凋亡增加均可以導致眼部相關組織的損傷以及破壞，同時，淋巴細胞的凋亡抑制則造成了眼部相關組織存活時間的延長及炎癥的持續(xù)激活狀態(tài)，兩種作用相互影響，從而使干眼癥患者更容易產(chǎn)生眼干、眼澀等不適癥狀。

正常的眼球表面存在著極其豐富的神經(jīng)組織，淚腺組織也存在著能夠進行支配功能的相關神經(jīng)，同時眼球的淚液分泌功能則需要這些神經(jīng)反射環(huán)路保存完整，以保證相關眼部功能的完成，任意反饋回路的異常均可以阻礙淚液的分泌。一些研究表明，干眼癥患者的角膜知覺能力有所減退，并可以導致淚腺對眼球表面刺激的反應能力有所下降，從而引起反射性的淚液減少，并進一步加重眼球表面損害，使干眼癥的淚液分泌過程陷入惡性循環(huán)。

目前研究發(fā)現(xiàn)，單純的雄激素缺乏可能并不引起干眼癥，但是干眼癥的起始因素之一很可能是由于雄激素水平的降低，甚至雄激素的缺乏導致干眼癥患者眼部病情進一步的惡化。遺傳和環(huán)境對于干眼癥的發(fā)病也具有一定的影響。水通道蛋白AQPS是SS發(fā)病機制研究的另一進展。

雖然干眼病的發(fā)病機制很多，但越來越多的研究表明，細胞凋亡在干眼病的發(fā)病中占有重要作用，所以細胞凋亡的進一步研究具有重大的臨床意義。

細胞凋亡的相關概述

細胞凋亡，也稱程序性細胞死亡，是指生理或病理條件下，細胞通過一系列主動相關的程序，結(jié)束自己生命的死亡。相關研究人員發(fā)現(xiàn)，在干眼癥的發(fā)病過程中，細胞凋亡起著關鍵性的作用。眼表干眼癥可以導致眼角膜中心細胞及周邊上皮細胞普遍性凋亡，與此同時，大量凋亡過程也存在于眼球的結(jié)膜上皮細胞，結(jié)膜基質(zhì)也存在這些凋亡細胞的相關改變。總體而言，細胞凋亡是維持機體組織正常生理的一種有益機制。但是，在干眼癥的致病原因中，眼表細胞的凋亡失衡卻占有不可忽視的地位。在細胞凋亡的信號轉(zhuǎn)導過程中，其中，caspase家族蛋白，p53蛋白和Bcl-2家族蛋白等均占有著重要的角色。

caspase蛋白酶：在哺乳動物細胞中，存在著某些含有半胱氨酸一門冬氨酸，同時在凋亡相關過程有著關鍵作用的特異性蛋白酶，被統(tǒng)稱為caspase蛋白酶。無活性的easpase蛋白酶原，經(jīng)過活化后可以發(fā)揮其作用。caspase蛋白酶可以多種形式被激活，并逐步蛋白水解和促進細胞凋亡。在機體凋亡過程中，至少存在著3種與caspase蛋白酶密切相關的凋亡通路，即線粒體/cyt c通路、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通路和死亡受體通路。

當存在高濃度easpase-8的時候，Apaf-1及caspase-9可以與線粒體釋放的細胞色素c形成一個復合體。當dATP、ATP存在的情況下，該復合體可以活化caspase-3、caspase-6、caspase-7等下游的蛋白酶原。當線粒體存在的情況下，依賴細胞色素c的easpase蛋白酶可以將caspase-8的作用進一步放大，并促進凋亡過程的加速進行；在無線粒體提取物的體外實驗中，一些依賴細胞色素c的caspase蛋白酶原能被caspase-8活化并放大，從而促進相關DNA的降解過程以及凋亡過程的加速進行，但細胞核膜仍然可以保持完整性。在機體組織內(nèi)可能存在一個easpase蛋白酶和線粒體自身反饋的環(huán)，當存在凋亡的相關過程刺激時，便可釋放線粒體細胞色素c、caspase蛋白酶、AIF等。這一釋放過程又可以通過caspase蛋白酶的活化來促進誘發(fā)，這種相互作用對于線粒體間的傳遞和凋亡信號的加速是具有意義的。

Bcl-2家族蛋白：Bcl-2家族蛋白是新的癌基因，也是抑制細胞凋亡過程中相當重要的基因，被認為是細胞調(diào)控家族中最重要的凋亡調(diào)控蛋白，Bcl-2對凋亡的影響最重要的特征是細胞凋亡。Bcl-2家族蛋白對凋亡細胞的線粒體進行多方面的調(diào)控，它能夠?qū)ν暾募毎蜔o核的細胞發(fā)揮作用。凋亡蛋白通道之間相互存在著不同的內(nèi)在特點，對細胞色素c釋放的調(diào)控作用相反，抗凋亡蛋白形成的是陽離子選擇性通道，而促凋亡蛋白形成的通道是陰離子選擇性。隨著人們對Bcl-2蛋白研究的不斷深入，在線粒體外膜、核膜和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上均可見到其相關蛋白的分布，線粒體上Bcl-2蛋白成片分布于線粒體內(nèi)外膜接觸處，其家族成員蛋白亦逐漸被發(fā)現(xiàn)，其中包括抑凋亡蛋白Al、Bcl-2、Bcl-xL、Bfel、Mcl-1等和促凋亡蛋白Bad、Bak、Bax、Bcl-xS、Bik等。

正常淚腺組織和結(jié)膜上皮細胞很少發(fā)生細胞凋亡，但狗的干眼模型中發(fā)現(xiàn)凋亡相關標志物p53、Fas和FasL表達能力增強，Bcl-2蛋白的表達下降，淋巴細胞的凋亡率卻顯著下降（與正常狗相比）。凋亡抑制因子Bcl-2蛋白和凋亡誘導因子Bax蛋白之間的平衡調(diào)節(jié)對凋亡率存在著一定影響，誘導因子Fas和FasL的相互作用也對細胞的凋亡率存在著一定的影響。刪。雖然誘導因子Fas可以通過浸潤淋巴細胞進行表達，但其凋亡率仍然在下降，這可能與Bcl-2蛋白的作用時間延長，從而導致淋巴細胞持續(xù)釋放致炎因子和自身抗體，進一步抑制凋亡率有關。

p53腫瘤抑制蛋白：p53基因能促進細胞凋亡，抑制腫瘤細胞并維持蛋白質(zhì)的完整性。Pokroy等人發(fā)現(xiàn)p53腫瘤抑制蛋白在C57BL/6小鼠全眼組織均有一定程度的表達，提示p53可能參與了眼表細胞的凋亡，其中在角膜、結(jié)膜及晶狀體中p53腫瘤抑制蛋白表達率相對較高。p53蛋白在細胞凋亡的介導機制上可能存在以下幾點：抗凋亡蛋白Bcl-2可調(diào)節(jié)細胞色素c的釋放，促凋亡蛋白Bax也可以對細胞色素c的釋放進行調(diào)節(jié)，二者相互作用；某些p53腫瘤抑制蛋白結(jié)合位點存在于促凋亡蛋白Bax的促進因子內(nèi)，可以對DNA損傷的上調(diào)反應進行調(diào)節(jié)。在凋亡過程中，線粒體膜失去完整性，細胞色素釋放入胞漿，引起caspase蛋白斷裂而被激活。

總結(jié)與展望

隨著人們生活環(huán)境的改善和生活方式的改變，干眼癥的發(fā)病率越來越高，干眼癥治療不當或延遲治療可以改變患者的角膜和結(jié)膜上皮細胞結(jié)構(gòu)，造成嚴重后果。細胞凋亡是干眼癥的一個極其重要的原因，眼表各類細胞凋亡失去平衡是其中的關鍵因素。所以在治療過程中抑制或減少細胞凋亡，控制細胞凋亡的失衡是重要的措施之一。同時，在針對干眼癥發(fā)生發(fā)展的細胞凋亡機制研究之外，我們應該注意多因素綜合評估干眼癥的發(fā)病機制，為臨床治療提供理論依據(jù)。