Müller細胞在特發性黃斑裂孔形成及愈合機制中的研究進展

張子敔，劉 濤

0引言

特發性黃斑裂孔(idiopathic macular hole，IMH)是指發病原因不明的黃斑區視網膜神經上皮層組織缺損。最初由Knapp于1869年描述并報道，占所有黃斑裂孔類型的83%，常見于老年女性，在一般人群中發病率為0.2%～0.8%[1-2]。IMH常見癥狀包括中心視力下降、視物變形等。近年來，隨著對眼底疾病的深入研究，人們對IMH的發病機制、愈合過程及機制有了進一步的認識。

1 IMH發病機制

1988年Gass[3]在觀察大量臨床病例的基礎上提出了革命性見解，認為玻璃體對中心凹的切線力是黃斑裂孔形成的主要原因。這一觀點為后來的玻璃體手術治療IMH奠定了理論基礎。Kwok等[4]通過對IMH患者剝除的內界膜(internal limiting membrane，ILM)進行的組織學研究，認為ILM上的Müller細胞以及肌成纖維細胞等細胞成分增殖收縮是黃斑裂孔繼續擴大的原因之一。Woon等[5]從機械力的角度解釋了IMH形成的原因，包括3個方面：(1)中心凹處內層視網膜復合體(包括神經纖維層、神經節細胞層和內叢狀層)為淺盤狀形態，具有穩定性。當內層視網膜復合體受到觸發力時，例如玻璃體牽拉等，形態隨之變化，穩定性被破壞；(2)內層視網膜與外層視網膜的運動通過Müller細胞連接起來。當觸發力作用于中心凹處的內層視網膜時，該力便會通過Müller細胞從內層視網膜中心凹處傳到外層視網膜復合體(包括外核層和感光細胞的內外節)，由于Müller細胞在中心凹處以前后且離心的方式特殊排列，故傳導至外層視網膜復合體為前后且離心方向的力；(3)由于Müller細胞的特殊排列方式，傳導至中心凹處外層視網膜復合體的觸發力為切線力；當組織間黏附力無法抵制觸發力時，黃斑裂孔(macular hole，MH)就會形成。IMH發生是多因素的，除了中心凹前表面的前后牽拉力及切線力外，可能還有其他因素導致IMH的形成。為此，Tornambe[6]觀察大量IMH患者的OCT圖像后，提出了水化理論，即玻璃體后脫離造成視網膜缺損后，黃斑區內表面被液化玻璃體水化。在正常生理狀態下，視網膜神經上皮層的完整性保證視網膜穩態；一旦視網膜神經上皮出現小缺口，破壞視網膜神經上皮的完整性及穩態，黃斑區的獨特結構使其在不平衡狀態下積聚液體，并暴露于玻璃體液體中，從而導致孔緣變厚并外翻；當更多液體積聚時，裂孔進一步擴大。

2 ILM及Müller細胞結構與功能

Wollensak等[7]證實ILM位于視網膜和玻璃體間，是視網膜Müller細胞基底膜形成的一層10μm厚透明無結構的均質膜，主要由IV型膠原、纖連蛋白、層粘連蛋白構成[8]；其內表面與玻璃體后皮質接觸，其外層與Müller細胞的纖維支架腳板相吻合。ILM從視盤邊緣向周邊覆蓋整個視網膜內表面；黃斑區的ILM較厚，與玻璃體皮質黏連較為牢固，但在中心凹處較薄，且缺乏細胞纖維腳板附著；在病理狀態下，ILM成為Müller細胞、肌成纖維細胞等成分的增殖支架。

Müller細胞是人視網膜主要的神經膠質細胞，分布于視網膜各層，在視網膜發育過程中引導視網膜神經元遷移。在生理狀態下，對視網膜神經元起支持、營養等作用，維持細胞外環境穩定，調節血-視網膜屏障；在病理狀態下，一方面傳遞視網膜神經元損傷的內源性信號，另一方面保護視網膜神經元，并在視網膜受到損傷時發生增殖、去分化，可呈現出神經干細胞特性，替代部分損傷的視網膜神經元[9]。結合Müller細胞在成熟視網膜中的位置及作用，推測Müller細胞可能介導損傷信號的傳遞，激活內源性保護機制，從而有助于閉合MH。

3 MH愈合機制及過程

1997年Eckardt等[10]提出玻璃體切除(pars plana vitrectomy，PPV)聯合內界膜剝除術(internal limiting membrane peeling，ILMP)治療MH；ILM剝除這一過程，不僅解除了ILM對MH切線力，而且所引起視網膜的輕微損傷可導致玻璃體中的透明質細胞，即巨噬細胞樣細胞受到刺激，浸潤視網膜組織，激活Müller細胞，誘導神經膠質細胞增殖，促進MH閉合[11-12]；而且，ILMP可增加視網膜順應性，使視網膜更自由地移動，這一特性更有利于裂孔的完全閉合[8]；有報道指出，PPV聯合ILMP治療IMH的閉合率可達到95%[13]。Michalewska等[14]提出PPV聯合內界膜瓣翻轉覆蓋術，以及Morizane等提出的PPV聯合ILM填塞術均有效提高孔徑較大(裂孔最小直徑>500μm)MH的閉合率[15]。一方面，翻轉覆蓋在MH上方的ILM瓣對視網膜組織移行、裂孔閉合發揮橋梁作用，緩解了視網膜長度的相對不足，可提高孔徑較大(裂孔最小直徑>500μm)MH的閉孔率；同時，將含有Müller細胞的ILM覆蓋在孔緣周圍，可為神經膠質細胞增殖提供支架，增殖的神經膠質細胞填充了裂孔缺損，同時也可能促進了中心凹處感光細胞的復位[8]，得到較好的術后解剖結構及功能恢復；另一方面，翻轉覆蓋于MH上的ILM瓣使裂孔形成閉合腔，促進視網膜色素上皮細胞(retinal pigment epithelium，RPE)發揮“泵”作用吸收視網膜下液，提高視網膜復位率[14]；ILM瓣還可防止玻璃體液體直接接觸孔緣并沿著孔緣進入黃斑裂孔內，減少孔緣水化和外翻[16]。Ogugua等發現隨著時間的推移，孔緣和翻轉的ILM瓣之間形成較強粘附力，從而防止MH在愈合過程中再次形成裂孔[17]。Jong等和Naresh研究表明，孔徑較大的MH在閉合過程中，填入黃斑裂孔中的ILM與覆蓋在黃斑裂孔上方的ILM瓣發揮相似的作用，且兩種術式術后解剖及功能結果類似[18-19]。由此可見ILM以及Müller細胞在閉合MH過程中起關鍵性作用。

4相關因子對Müller細胞調節作用

MH形成后，淋巴細胞可破壞血-視網膜屏障進入玻璃體腔，與移行的巨噬樣細胞、神經膠質細胞等接觸，分泌相關細胞因子，促進炎癥反應。巨噬樣細胞可能通過組織壞死生長因子-α誘導膠質增生來激活Müller細胞[14]。而ILM剝除后，一方面去除ILM“牽拉作用”；另一方面“剝除”這一機械損傷過程刺激并激活了Müller細胞，首先表現為神經膠質細胞骨架蛋白包括神經膠質纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)、波形蛋白(vimentin)和巢蛋白(nestin)表達上調,而GFAP、vimentin和nestin的表達上調是神經膠質細胞反應的關鍵特征[20]，這一類中間絲蛋白的增加使Müller細胞剛性增強，這可能有利于減輕視網膜機械損傷。

神經膠質細胞增殖是對損傷快速反應的有益過程，這一過程激活不同的內源性保護機制，釋放多種保護神經元的相關因子。Shiode等[8]表明ILM中存在神經生長因子(nerve growth factor，NGF)，激活的Müller細胞也可合成和分泌大量NGF；Wang等[21]發現NGF通過酪氨酸激酶(TrkA)、磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(Akt)(PI3K/Akt)和細胞外信號調節激酶1/2(ERK1/2)通路促進Müller細胞增殖和細胞周期進展；也有研究表明ILM的3種主要成分IV型膠原、纖連蛋白和層粘連蛋白，均可促進Müller細胞的增殖，其中IV型膠原和纖連蛋白還可促進Müller細胞的遷移[22]；遷移至神經損傷部位的Müller細胞分泌的腦源性神經營養因子、睫狀神經營養因子、神經膠質細胞源性神經營養因子、堿性成纖維細胞生長因子等因子可抑制細胞凋亡，維持視網膜神經元和感光細胞的存活[8]；Lenzi等[23]研究發現NGF直接對抗退化或刺激Müller細胞神經營養因子(neurotrophic factor)的表達，間接提高感光細胞的存活率；另一方面增生的膠質組織趨化感光細胞復位，或未受損的感光細胞促進受損感光細胞外節恢復[14,23]，均有利于術后視力的恢復。由此可推測誘導Müller細胞增殖不僅可提高MH閉合率，而且有助于術后視功能恢復。

Müller細胞與視網膜神經元在發育上有共同的祖細胞，具有成為視網膜神經元祖細胞的潛力，可能成為視網膜神經元再生的重要細胞來源。Zhang等[24]研究發現，視網膜損傷后，外源性NGF通過TrkA和PI3K/Akt信號通路促進G1/S-特異性周期蛋白-D1(cyclin D1)、pAkt、配對的表達盒6(PAX6)、性別決定區域Y-box 2(SOX2)、LIN28等神經生成重要調節因子表達的增加，并通過抑制let-7b、let-7d、let-7i和miR-98的表達，間接上調cyclin D1、NGF和Achaete-scute homolog (MASH)的表達，促進Müller細胞向視網膜神經干細胞而非神經膠質細胞去分化，并進一步向感光細胞再分化；由此可推測激活的Müller細胞分泌的內源性NGF促進Müller細胞上調表達SOX2、LIN28等神經生成重要調節因子，抑制下游let-7家族成員的表達,隨著神經生成重要調節因子表達的增加，可促進Müller細胞去分化為感光神經元。Mohan等還發現Müller細胞被激活后CD44表達上調，促進Müller細胞遷移以及神經膠質細胞向纖維母細胞轉化，加速組織的增生修復[25]。

雖然Müller細胞增生能有效閉合MH，但過度膠質增生對視網膜神經元有細胞毒性作用，這可能預示著視功能不良預后[26]。研究發現與無明顯神經膠質增生的患者相比，有明顯神經膠質增生的患者光感受器層缺損發生率較高，且神經膠質細胞增殖生成的神經膠質組織僅替代外核層，而非光感受器層，由此可以推測神經膠質細胞增生的存在可能延緩相鄰光感受器層缺損的修復，并可能會阻礙正常感光細胞的排列[8,27]。Michalewska等[14]報道稱翻轉ILM瓣術后OCT顯示中央凹高反射病灶，提示中央凹過度膠質增生；雖然中央凹高反射病灶會逐漸消失，但神經膠質細胞的持續活化可能導致組織損傷。由此推測，如果形成瘢痕愈合，視網膜無法愈合為正常結構，導致功能缺陷，影響視功能恢復。

5總結與展望

隨著對IMH認識的深入及術式的完善，IMH術后閉合率逐步提高，除了解除ILM“牽拉作用”，形成ILM橋梁作用及神經膠質細胞激活增生外，手術造成的輕微創傷激活Müller細胞，以及其自身分泌NGF、腦源性神經營養因子等相關因子，誘導神經膠質細胞增生，共同導致MH閉合，并在一定程度上改善術后視功能；但神經膠質細胞的過度增生也會導致視網膜組織損傷，影響感光細胞排列，這可能是眾多IMH術后視功能改善不明顯的原因之一。然而目前大部分文獻主要研究IMH術后早期的閉孔機制，長期的愈合機制研究甚少；神經膠質細胞增生后向視網膜各層結構演變的過程仍需大量研究；此外，如何調控神經膠質細胞過度增生也將是未來研究所需要探索的問題。