Ghrelin在眼部作用的研究進展

王睿琦，白 潔

1999年Kojima及其同事在研究生長激素促分泌素受體-1a(GHSR-1a)的內源性配體時，從鼠胃提取物中純化得到了一種由28個氨基酸組成的肽并命名為生長激素釋放肽(Ghrelin)，由于Ghrelin在饑餓時水平升高，飽餐后下降，故又稱為“胃腸道饑餓素”。最初人們對它的認識局限于促進垂體生長激素釋放并干擾能量代謝，隨著研究的深入，學者們發現Ghrelin可發揮多種生物學效應，包括調節食物攝入、控制體質量、調節全身代謝、調節壓力和焦慮、影響學習和記憶功能、刺激腸蠕動和胃酸分泌、調節睡眠/蘇醒節律、調節葡萄糖代謝、抑制棕色脂肪產熱、防止肌肉萎縮及改善心血管功能等[1-8]。最近研究顯示Ghrelin能改善癌癥患者預后[9]。由于Ghrelin具有抗炎、抗氧化、抗凋亡等作用[10]，可能有益于葡萄膜炎、白內障、青光眼等眼科疾病的治療。同時，Ghrelin能保護視網膜神經節細胞(RGCs)、Muller細胞、視網膜色素上皮(RPE)細胞，有望成為治療視網膜病變的一個新途徑。故本文圍繞Ghrelin在眼部組織中的表達、在眼部相關疾病中作用機制的最新進展綜述如下。

1 Ghrelin在眼部組織中的表達

為探究Ghrelin在眼前節組織中的表達，Rocha-Sousa等[11]做了一系列研究。2006年他們通過mRNA“原位”雜交法，發現了Ghrelin轉錄產物表達于Wistar大鼠的虹膜后上皮、虹膜基質層及睫狀體無色素上皮層；同時發現，Ghrelin能夠松弛兔瞳孔括約肌和開大肌。在瞳孔括約肌中，這種作用是由前列腺素釋放介導的，且不受一氧化氮和GHSR-1a影響，而松弛瞳孔開大肌則依賴于GHSR-1a[12]。后續研究證明，在正常人、青光眼患者和動物模型房水中，以及Wistar大鼠睫狀突上也有Ghrelin的存在[13-15]。有研究顯示GHSR-1a的主要表達部位為大鼠睫狀肌基底部、小梁網和睫狀突基質層[16]。實驗證實Ghrelin在SD大鼠眼后節中也有表達，其表達定位于RGCs及Muller細胞端足[17]。通過免疫熒光法可以檢測到視網膜內皮細胞、脈絡膜及Muller細胞上均有GHSR-1a表達[18]。然而，Di Fonso等[15]對人眼組織行免疫組織化學染色發現，Ghrelin和GHSR-1a存在于人眼睫狀體色素上皮細胞、RPE細胞和虹膜前界層，與上述動物研究結果并不一致，原因可能為Ghrelin和GHSR-1a的表達部位存在種屬差異，或是實驗方法不同。

2 Ghrelin與眼部相關疾病的作用機制

2.1Ghrelin與晶狀體疾病 Bai等[19]在研究Ghrelin對晶狀體氧化損傷的影響時發現，Ghrelin預處理可減少過氧化氫誘導的晶狀體上皮細胞凋亡，減少活性氧積累、提高超氧化物歧化酶和過氧化氫酶表達并降低丙二醛(MDA)表達，說明Ghrelin通過阻止晶狀體脂質的破壞，抑制了晶狀體上皮細胞氧化損傷及凋亡；此外，形態學觀察也顯示，Ghrelin能有效維持晶狀體組織透明度。這為白內障治療提供了一個新的藥物選擇方案。

2.2Ghrelin與葡萄膜炎 Ghrelin有強大的抗炎作用，已有實驗證明Ghrelin腹腔內注射可抑制急性肺損傷、胰腺炎、肝炎、結腸炎、關節炎、熱創傷模型的炎癥反應，其抗炎機制與降低組織中白細胞介素-1(IL-1)、IL-6、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平及增加皮質激素水平有關[20]。Turgut等[21]和Gül等[22]運用向大鼠玻璃體腔注射刀豆蛋白A的方法構建葡萄膜炎動物模型，治療組大鼠腹腔內注射Ghrelin 10 ng/(kg·d)，結果顯示Ghrelin干預后IL-1、IL-6和TNF-α表達水平均下降，但與對照組比較差異卻無統計學意義，這可能是由于血-視網膜和血-房水屏障的存在限制了藥物在眼部的滲透性，藥物經腹腔注射未達到穿透眼內屏障所需的濃度。因此不能斷定Ghrelin對葡萄膜炎沒有作用，還需要系統的研究給藥劑量和方式(玻璃體腔內注射)，其是否有益于葡萄膜炎的治療還有待進一步研究。

2.3Ghrelin與青光眼眼壓變化 病理性眼壓升高是青光眼最主要的危險因素，而眼壓的高低主要取決于房水循環。許多研究表明青光眼患者房水中Ghrelin水平下降，并推測Ghrelin的改變可能和青光眼的發生發展有關，而且可能成為治療青光眼的新藥物。

2.3.1不同類型青光眼房水中Ghrelin水平變化：青光眼患者房水中Ghrelin水平顯著降低[13-14],且不同類型青光眼[原發性開角型青光眼(POAG)、剝脫性青光眼(PEXG)]患者房水中Ghrelin水平會降低并有統計學意義[16]。但Ozec等[23]研究結果顯示PEXG患者房水中Ghrelin水平雖低與正常對照組，但2組間比較差異無統計學意義。

2.3.2青光眼患者Ghrelin血清濃度和房水濃度的關系：Rocha-Sousa等[13]認為房水和血清中Ghrelin水平無明顯相關性。他采用酶聯免疫吸附試驗檢測9例青光眼患者與15例正常人Ghrelin血清和房水濃度，結果相比差異無統計學意義。Katsanos等[14]研究結果顯示，開角型青光眼患者血清/房水中Ghrelin濃度比值較非青光眼組高，且差異有統計學意義。Ghanem等[24]認為Ghrelin房水和血清水平的相關性可能與青光眼患者眼內合成蛋白質的能力增強及血-視網膜屏障破壞有關。但目前Ghrelin滲透血-房水屏障的能力尚不清楚?；谶@些發現，還不能明確局部或全身產生的Ghrelin是否會影響青光眼的發生發展。

2.3.3Ghrelin與POAG患者視野損傷嚴重程度的相關性：Ghanem等[24]用Humphrey視野分析儀驗證了Ghrelin水平與POAG患者視野損傷程度無顯著相關性。但Ghrelin可能因其抗氧化損傷作用而影響青光眼繼發的缺血缺氧。

2.3.4藥物對Ghrelin房水濃度的影響：Ghanem等[24]發現局部應用α受體阻滯劑、前列腺素類似物、碳酸酐酶抑制劑等治療不會影響房水中Ghrelin水平，且與抗青光眼的外用藥物劑量無關。Ghrelin對虹膜括約肌的影響是由前列腺素介導，目前Ghrelin降眼壓的作用機制尚未明確，因此不能排除前列腺素類似物影響Ghrelin房水水平的可能性。

2.3.5青光眼患者Ghrelin血清、房水濃度與遺傳因素的關系：Ghanem等[24]研究發現青光眼患者Ghrelin血清、房水濃度無潛在的遺傳差異。目前臨床研究只是觀察了青光眼患者的Ghrelin血清、房水濃度，但在動物模型中，Ghrelin治療青光眼的藥用價值得到了重視，Ghrelin和去?；疓hrelin在急性高眼壓動物模型中可作為降眼壓藥物應用。Rocha-Sousa等[16]通過玻璃體腔內注射20%氯化鈉注射液的方法建立了急性高眼壓動物模型，在動物模型結膜下注射Ghrelin，排除了Ghrelin系統性降壓作用對眼壓的影響，觀察到Ghrelin能明顯降低眼壓；在家兔中，Ghrelin降眼壓效應是通過釋放一氧化氮和前列腺素刺激GHSR-1a介導的，而在大鼠中，該效應并不是通過此途徑介導的。然而，上述研究未能明確Ghrelin與青光眼眼壓改變的因果關系，還不清楚到底是青光眼引起Ghrelin改變，還是Ghrelin改變導致青光眼病程進展的，也無法解釋青光眼患者Ghrelin下降的可能原因[14,23]。同時，因為各實驗檢測方法有差異或樣本數量不夠導致了研究結果的不同。

2.4Ghrelin與剝脫綜合征 剝脫綜合征是纖維狀細胞外基質(ECM)在眼部及全身組織的不正常合成和沉積。剝脫綜合征患者晶狀體赤道部前表面及眼前節組織表面，有一種特殊的藍白色或灰白色纖維絲樣物質沉淀，逐漸發展為白內障、PEXG[25]。如前所述，PEXG患者房水中Ghrelin濃度低于正常人，然而剝脫綜合征患者房水中Ghrelin濃度顯著高于正常人和PEXG患者[26]。Ozec等[23]推測Ghrelin導致剝脫綜合征患者ECM的積累及眼壓下降，致使剝脫綜合征患者眼壓在正常范圍內，一旦Ghrelin房水濃度降低了，剝脫綜合征患者就開始出現PEXG。

2.5Ghrelin與青光眼 Ghrelin主要通過抗氧化損傷、抑制凋亡、減少Muller細胞膠質增生，發揮對青光眼患者視網膜的保護作用。氧化應激、脂質過氧化和亞硝化應激在青光眼視神經損傷進展中起著重要作用。學者們驗證了青光眼小鼠模型房水中MDA、一氧化氮、誘導型一氧化氮合酶水平均高于正常小鼠，而經過Ghrelin處理后的青光眼模型小鼠上述物質的房水濃度與正常小鼠無明顯差異，且明顯低于青光眼模型小鼠[17，27]。研究顯示，Ghrelin顯著降低了眼壓升高導致的Cleaved-caspase3蛋白水平增加，同時減少了慢性高眼壓(COH)動物模型視網膜中凋亡細胞的數量，增加了RGCs的存活率，從而發揮視網膜及視神經保護作用；此外，Ghrelin挽救了眼壓升高誘導的自噬相關蛋白LC3-Ⅱ/Ⅰ和beclin1水平的升高[18]。該研究還發現Ghrelin處理可以抑制COH動物模型視網膜中Akt/mTOR信號通路活性下降。由于GHSR-1a定位于RGCs，因此在Ghrelin治療過程中，GHSR-1a表達升高可能為RGCs抵抗細胞凋亡提供了直接的保護作用。

此外，Ghrelin能有效抑制Muller細胞膠質增生。正常情況下，Muller細胞中不存在膠質纖維酸性蛋白(GFAP)，GFAP僅存在于星形膠質細胞中，而波形蛋白是Muller細胞中天然的細胞骨架成分，當發生青光眼視神經損傷時，GFAP和波形蛋白免疫反應活性明顯增強，Muller細胞和星形膠質細胞中的波形蛋白增加會加重視網膜神經纖維層的損傷。S-100蛋白是成年哺乳動物視網膜Muller細胞的特異性標志物，Muller細胞損傷時S-100蛋白反應性升高。Can等[27]通過對青光眼模型大鼠的研究發現，Ghrelin治療組S-100蛋白免疫反應性下降。

2.6Ghrelin與帕金森病(PD)視網膜病變 Liu等[28]探討了Ghrelin對魚藤酮誘導的PD模型大鼠RGCs的神經保護作用。由于魚藤酮對線粒體復合體I活性的抑制作用，長期接觸魚藤酮被認為是發生PD的危險因素。PD患者會發生絕對敏感度、時間敏感度、空間對比敏感度、色覺等視覺功能損傷，其視網膜神經纖維層厚度也會減小。Ghrelin通過作用于GHSR-1a，抑制RGCs細胞的凋亡，保護大鼠RGCs免受魚藤酮的侵襲，恢復線粒體功能，這種作用與激活RGCs細胞內的Akt/mTOR信號通路有關。因此，以GHSR-1a為靶點是治療PD視網膜病變的新方向。

2.7Ghrelin與缺血性視網膜病變(OIR) 增殖性糖尿病視網膜病(PDR)和早產兒視網膜病初期特征為視網膜缺氧導致的微血管損傷。隨著病變發展，視網膜前血管過度增生并逐漸形成纖維瘢痕，最終導致視網膜脫離。侯麗麗等[29]研究發現Ghrelin對高糖環境下人RPE細胞產生了抗氧化應激作用。

Zaniolo等[18]建立了低氧誘導的OIR大鼠模型，發現在視網膜病變的不同階段，Ghrelin-GHSR-1a信號通路可對視網膜血管系統發揮相反的作用，可能具有治療PDR的潛力。在初期，玻璃體內注射GHSR-1a激動劑，可防止血管閉塞，有利于維持視網膜血管的完整性，從而維持視網膜組織氧和營養灌注，避免進一步組織缺氧導致的病理性視網膜血管增生。此時，Ghrelin可有效誘導產生胰島素樣生長因子-1和血管內皮生長因子來發揮血管保護作用。然而，在新生血管階段，Ghrelin通過激活GHSR-1a促進病理性新生血管形成。這時用藥物拮抗GHSR-1a，可以顯著減少病理性新生血管的形成。因此，需要謹慎的劑量和用藥時間，以確保干預治療的適當性。

3 展望

目前尚未見關于Ghrelin毒性的報道，它源自機體，安全無毒，在涉及氧化損傷、炎癥、凋亡等機制的眼部疾病治療中可發揮一定效果，可能為白內障、青光眼、視網膜病變的治療帶來新突破。目前研究熱點集中在Ghrelin對晶狀體和視網膜的抗氧化損傷作用，以及與眼壓、青光眼的關系，并且對能否治療葡萄膜炎進行了初步探索。

現已證實Ghrelin存在于眼部組織與房水中，但其透過血-視網膜屏障的能力尚不明確。Ghrelin作為一種能夠影響全身代謝的肽類，在選擇給藥方式、劑型、劑量時，不能忽略對其他系統的影響。另外，Ghrelin可能具有降眼壓作用，現有的實驗沒能證實其是否能降低正常人或實驗動物的眼壓，將其設計用來治療白內障、視網膜病變的同時，對眼壓的影響也應考慮在內。而且上述研究發現Ghrelin可能對同類疾病或同種疾病不同時期有不同的作用。目前關于Ghrelin的動物實驗、臨床研究還不完善，它對眼部保護作用的機制還有待進一步研究。