胸腺肽β4在眼表疾病中的保護作用

劉菁華，李 軒，2

作者單位:1(300070)中國天津市，天津醫科大學眼科臨床學院;2(300020)中國天津市眼科醫院天津市眼科研究所天津市眼科學與視覺科學重點實驗室

0 引言

1966年，Goldstein等［1］成功從小牛的胸腺組織中提取出胸腺肽(Thymosin)，胸腺肽也因此得名。隨著研究的深入，學者們發現胸腺肽在多種組織結構中廣泛分布且具有多種生物活性的蛋白。且研究表明，胸腺肽在免疫調節、血管生物學和癌癥發病機制中發揮著重要作用，甚至還可作為診斷及評估某些疾病預后的分子標記及治療疾病的藥物。自然條件下，胸腺肽為高電荷的非結構短肽蛋白。根據其等電點的不同，胸腺肽被分為三個亞型:胸腺肽 α(Thymosin α，Tα，pI＜5.0)，胸腺肽 β(Thymosin β，Tβ，5.0＜pI＜7.0);胸腺肽 γ(Thymosin γ，Tγ，pI＞7.0)。研究表明，目前，在正常人體中表達的Tβ家族僅發現三種:胸腺肽 β4(Thymosin β4，Tβ4)，胸腺肽 β10(Thymosin β10，Tβ10)及胸腺肽 β15(Thymosin β15，Tβ15)，其中以 Tβ4 的表達量最高［2］。近年來的研究表明，Tβ4具有促進細胞遷移、促血管生成、抗炎、抗凋亡、促進傷口愈合、抑制纖維化、促進干細胞分化等生物功用［3］。現已有研究證實Tβ4對眼表的多種損傷發揮保護作用，說明針對Tβ4在眼表疾病治療方面的研究有重要臨床意義。因此本文主要就Tβ4在眼表疾病中的保護作用的研究進展進行綜述，以期了解Tβ4在人體內的分布、基本結構、合成以及其在不同眼表疾病中的作用及相關作用機制，為Tβ4在眼表疾病治療的后續研究及臨床應用中提供研究思路及依據。

1 Tβ4的主要生物學特性及功用

Tβ4為結構高度保守的水溶性多肽，由43個氨基酸構成，其相對分子量(Mr)為 4982，等電點(pI) 為 5.1［4］。1981年，Low等［5］對牛的Tβ4進行了序列分析并得到了其完整的核苷酸序列:乙酰化C端－絲氨酸－天冬氨酸－賴氨酸－脯氨酸－……－丙氨酸－甘氨酸－谷氨酸－絲氨酸－OH。1993年，Czisch等運用核磁共振等技術對Tβ4的天然結構進行了探究，結果顯示，Tβ4為螺旋結構，且在水溶液中其二級結構不斷發生變化，需與特定的蛋白或非天然溶劑結合才能保持其穩定的三級結構，且Tβ4的三級結構不穩定，影響其結構的主要因素是溫度［6］。因此，針對該方面的進一步研究可能是解決Tβ4作為藥物應用于臨床的關鍵。

Tβ4的合成是一個自動匹配的固相過程，通過細胞的分泌、死亡或裂解從細胞中釋放。其在多種組織及細胞中呈高濃度表達，如巨噬細胞、除紅細胞以外的血細胞、腫瘤細胞等，但目前尚未在細菌等微生物中檢測到任何胸腺肽家族的表達。目前，Tβ4的cDNA序列和氨基酸序列已明確，這為進一步研究Tβ4的生物特性及臨床應用奠定了基礎［7］。

Tβ4為一種主要的肌動蛋白結合蛋，它的主要作用是與G－肌動蛋白結合，維持G－肌動蛋白和F－肌動蛋白的動力學平衡，從而刺激細胞增殖及分化［8］。這對細胞骨架的重組和穩定性至關重要，尤其是受損細胞。除此之外，已有大量研究證實，Tβ4還可促細胞的遷移分化、促傷口愈合、抑制炎癥反應、抑制氧化應激反應以及抗細胞凋亡等作用［3，9－11］。因此，Tβ4 在角膜損傷修復、皮膚傷口愈合及移植、心臟修復、中樞神經系統修復、組織保護等領域的研究及臨床治療中備受關注。

2 Tβ4與眼表疾病

解剖學中，眼表即為上下瞼緣之中所包括的眼表面組織結構。其中主要部分為角膜上皮及結膜上皮，因此眼表疾病也主要指眼結膜及角膜淺層的相關疾病。常見的眼表疾病有:干眼綜合征、瞼板腺功能障礙、化學燒傷和包括Sjogren綜合征及眼類天皰瘡等在內的免疫相關疾病等。眼表疾病嚴重影響患者的視力和生活質量，主要癥狀為視力模糊、眼部不適或疼痛、紅腫、瘙癢，嚴重時會因角膜瘢痕而導致永久失明。眼表疾病的致病因素并不單一，但常伴有炎癥及眼表上皮損傷，嚴重時致眼表上皮持續缺損，嚴重損傷患者視力。因此，抗炎、修復上皮損傷成為治療許多眼表疾病的關鍵。基于Tβ4的生物特征及功用，已有研究證實Tβ4對多種類型的眼表損傷具有修復作用。

2.1 Tβ4與眼表傷口修復 Tβ4可調節許多下游因子的表達，這些細胞因子在細胞分化、遷移及炎癥反應中發揮重要作用。研究證實Tβ4參與細胞外基質重塑以修復角膜上皮［12］。除此之外，Sosne 等［13－14］在大鼠角膜清創模型及小鼠角膜堿燒傷模型中證實了Tβ4有促進角膜上皮愈合的作用。

角膜組織可表達基質金屬蛋白酶(MMP)，其亦在角膜上皮細胞遷移中發揮重要作用。有研究證實，阻斷MMP的活化可抑制Tβ4介導的角膜上皮細胞的遷移［15］。但MMP過表達又可加劇上皮缺損。因此Tβ4的部分促傷口愈合作用的發揮，在于它能夠通過其中樞肌動蛋白結構域快速提高MMP的活性，進而維持MMP表達相對穩定［16］。

有研究顯示，角膜損傷后，Tβ4可直接或間接地調節TGFβ－1的表達，進一步調節參與角膜上皮愈合過程中的細胞因子的表達，并增加層粘連蛋白－332(LM－332)在結膜細胞中的表達［17］。LM－332是許多組織基底膜中錨定纖維的組成部分，維持上皮與上皮下連接結構的完整性。它是上皮細胞黏附、遷移和膠原沉積的配體。LM－332被蛋白酶降解為較小的片段，該片段能通過將促進細胞與基底及細胞間的黏附從而促進細胞遷移［18］。而Tβ4的抗凋亡作用可能有助于LM－332維持細胞間及細胞與基質間的相互作用［19］。除此之外，Tβ4的抗炎作用也有助于加快傷口愈合。

2.2 Tβ4與眼表炎癥 已有研究在多種細胞及組織中證實，Tβ4可通過調節促炎白細胞及細胞因子的浸潤，減少炎癥因子的表達，從而達到抑制炎癥反應的效果［20－21］。

TNF－α是目前已知最主要的促炎細胞因子之一。TNF－α與其受體TRFN1結合所導致一連串的級聯反應可激活NF－κB。而通常，NF－κB受其家族抑制蛋白(IkBs)調控而處于未激活狀態。細胞接受外部刺激后，IkBs磷酸化且降解，從NF－κB二聚體中釋放。活化的NF－κB轉運至細胞核，與一系列促炎基因結合。因此，NF－κB也被認為在炎癥反應中發揮著重要作用［22］。在角膜感染和炎癥過程中，淚液中TNF－α的含量則增多［23］。有研究證實，在經TNF－α刺激的角膜上皮細胞中，Tβ4能夠顯著抑制NF－κB 的活化、p65單位磷酸化以及核轉運［4］。然而，Tβ4對TNF－α介導的信號轉導級聯調節機制目前尚不確切。

另有研究證實，在大鼠受損角膜愈合過程中，Tβ4滴眼治療可調節角膜中IL－1β和IL－6等炎癥因子表達量，表明Tβ4具有抗炎活性。另外，在小鼠的角膜堿燒傷愈合中，Tβ4下調PMNs、巨噬細胞炎性蛋白－2及IL－8等促炎基因及趨化因子蛋白的表達［13－14］。其中，Tβ4通過抑制由TNF－α誘導的NF－κB活化和核移位，進而抑制IL－8分泌［24］。

因此，Tβ4不僅減輕組織地炎癥反應，還阻止了因炎癥反應引起的進一步的組織損傷，皆對促進傷口愈合具有重要意義。

2.3 Tβ4與干眼 干眼是由于淚液的量或質或流體動力學異常引起的淚膜不穩定和(或)眼表損害，從而導致眼部不適癥狀及視功能障礙的一類疾病［25］。因此，穩定的眼表環境被破壞是干眼反復發作難以治愈的關鍵。且眾所周知，眼表上皮結構及功能的完整性對眼表環境穩態的維持至關重要。而干眼常伴隨有眼表炎癥及上皮缺損，因此Tβ4作為有效的抗炎劑和創面愈合促進劑而備受關注，已成為治療干眼的新靶點。

Sosne等［26］通過建立小鼠的干眼模型證實Tβ4可有效減輕干眼小鼠角膜的上皮缺損。Sosne等［27－28］隨后還進行了相應的臨床試驗，結果顯示，Tβ4能有效緩解干眼患者的眼部不適，且能有效降低角膜熒光素鈉著色。值得注意的是，在該研究中，患者使用Tβ4滴眼30d后并未發現副作用及并發癥。不同于目前臨床應用的其他藥物(如人工淚液)只能改善淚膜的狀態，Tβ4可在減輕干眼患者眼表的炎癥反應的同時促進受損眼表上皮的修復，有效減輕干眼患者臨床癥狀，更具針對性。

2.4 Tβ4與眼表氧化應激及細胞凋亡 日常生活中的紫外線照射或是意外的化學損傷等都會導致眼表組織的氧化應激損傷，進而造成眼表的組織損傷。李軒等［29］通過建立體外兔角膜上皮細胞氧化應激模型，探究了Tβ4對細胞內活性氧的產生及細胞凋亡的影響作用，結果顯示，Tβ4可有效緩解細胞氧化應激損傷，并抑制由氧化應激損傷引起的繼發細胞凋亡。隨后，李軒還探討了Tβ4在體外兔角膜上皮細胞的乙醇損傷模型中的抗凋亡及促增殖的保護作用，研究結果顯示，乙醇損傷的兔角膜上皮細胞中caspase－3的表達量較正常組有所升高，而損傷后經一定濃度Tβ4的治療組中caspase－3的表達量較乙醇組顯著下降。且Tβ4治療組細胞中bcl－2蛋白質量濃度高于乙醇損傷組，且Tβ4治療組細胞中Cyclin D1及Cyclin D3的表達量較乙醇損傷組明顯提高，證實了Tβ4的抗凋亡以及促增殖的作用，但涉及的具體通路還需要進一步的研究及證實［30］。以上研究結果證實，Tβ4對兔角膜上皮細胞的氧化應激損傷具有保護及修復作用。為涉及氧化應激損傷的眼表疾病及Tβ4的相應作用的研究提供研究依據及思路。

3 小結

綜上所述，Tβ4是治療許多眼表疾病的新選擇。與傳統的藥物相比(如抗生素、激素及生長因子等)，Tβ4的促增殖作用不可小覷。它不僅能有效抗炎還可以促進細胞增殖，因此其能顯著促進眼表傷口愈合并從根本上緩解干眼癥狀，且短期臨床試驗尚未發現不良反應及并發癥。除此之外，Tβ4還可抑制由多種原因所至的眼表氧化應激損傷。因此，在眼科領域，Tβ4作為創傷愈合及抗炎的治療藥物具有重要臨床意義。但目前對Tβ4促進傷口愈合及抗炎的作用機制的研究尚淺，未來還需要大量的基礎及臨床研究去探索其在此方面的詳細作用機制，以期能發現更多潛在的治療作用及適應證，并運用于臨床。