Rho激酶抑制劑在常見眼科疾病治療中的作用機制研究進展

楊文靜，畢宏生，2，3，4，吳秋欣，2，潘雪梅，2

1 山東中醫藥大學眼科與視光醫學院，濟南 250014；2 山東中醫藥大學附屬眼科醫院眼底病科；3 山東省眼病防治研究院；4 山東省中西醫結合眼病防治重點實驗室

Rho/Rho 相關卷曲螺旋形成蛋白激酶（ROCK）信號通路在眼組織中分布廣泛，其異?；罨捎绊懷劢M織的正常生理功能，與眼病的發生發展密切相關［1］。Rho 激酶包括ROCK1 及ROCK2 兩種，抑制ROCK活性能夠有效治療臨床中多種疾病，如糖尿病腎病、腦血管疾病、心血管疾病、腫瘤、青光眼及其他神經系統疾病等。ROCK 抑制劑在眼科疾病中被廣泛研究，尤其在青光眼、角膜功能障礙和糖尿病視網膜病變等領域［2］。近年來，隨著對Rho/ROCK通路生物學功能的了解不斷加深，新的Rho激酶抑制劑不斷被發現。Rho 激酶抑制劑可以分為選擇性和非特異性，其中選擇性Rho 激酶抑制劑有H-1152 dihydrochloride、GSK429286A、SR-3677、Y-27632 等；非特異性抑制劑有鹽酸法舒地爾等。Rho 激酶抑制劑在治療青光眼臨床觀察中表現出良好的治療效果［3］，可能成為治療眼科慢性疾病的一個有效的選擇，同時為視網膜一些棘手的疾病如遺傳性眼病視網膜色素變性提供了新的治療希望?，F就Rho激酶抑制劑在常見眼科疾病治療中的作用機制進行綜述，以期為眼部疾病的臨床治療提供新的思路及藥物選擇。

1 Rho激酶抑制劑在角膜疾病治療中的作用機制

1.1 抑制角膜新生血管生成 角膜是一個無血管的組織，但是在一些病理條件如缺氧、缺血、化學燒傷、感染、創傷及炎癥反應下，可刺激角膜新生血管的生成。角膜新生血管的生成被認為與促血管生成因子及抗血管生成因子平衡破壞有關，其中血管內皮生長因子（VEGF）是較為常見的促血管生成因子，其介導了血管發生的全過程，包括增加血管通透性、降解細胞外基質、促進血管內皮細胞移行及增殖等。BRYAN 等［4］研究表明，Rho/ROCK 通路參與了VEGF 介導的血管發生中的多個過程，而體內試驗也表明法舒地爾能有效抑制VEGF 誘導的角膜新生血管生成。

1.2 促進角膜內皮細胞增殖、遷移及黏附 角膜內皮細胞缺失或者功能障礙是導致角膜功能障礙的主要原因。角膜內皮細胞功能障礙常見于Fuchs 角膜內皮營養不良、假晶狀體大皰性角膜病變、角膜創傷及各種角膜手術后，由于人類的角膜內皮細胞在體內幾乎是不可再生的，因此嚴重的角膜內皮功能障礙可引起視力的喪失。研究發現，Y-27632 能夠促進角膜內皮細胞損傷后的修復過程［5］。有學者將體外培養獲得的角膜內皮細胞注入缺失內皮細胞的兔眼前房中，與此同時在治療組中注入Y-27632，結果發現治療組中移植的內皮細胞與受體兔的角膜后彈力層緊密黏附，內皮細胞形態及功能正常，角膜恢復透明；而未加入Y-27632 的對照組角膜仍然水腫，并且移植的內皮細胞大多數轉化為成纖維細胞［6］。OKUMURA 等［7］在猴的模型重復這一實驗也得到了類似的結果。由上可見，Rho 激酶抑制劑有望用于角膜內皮功能障礙的治療。

由于Rho/ROCK信號通路控制著廣泛的細胞反應，推測Rho 激酶抑制劑可能在增加角膜內皮細胞黏附和增殖中發揮作用。Rho 激酶抑制劑有利于增加培養細胞與基質的黏附，同時促進角膜內皮再生和角膜透明度，且能夠改善角膜內皮細胞數量和離子泵功能［8］，增加角膜內皮細胞的細胞連接蛋白ZO-1和離子載體Na+/K+-ATPase 表達，但不影響細胞增殖［9］。另有研究發現，Rho激酶抑制劑還能通過減少氧化應激誘導間充質上皮轉化（MET），抑制轉化生長因子β（TGF-β）表達，從而促進角膜內皮的再生。一項研究發現，Y-27632 對紫外線所致兔角膜內皮細胞的損傷有改善作用，可提高細胞的遷移和黏附，促進兔角膜內皮細胞的增殖［10］。另有研究顯示，Y-27632 可促進牛角膜內皮細胞的早期貼壁率及黏附，且對內皮細胞特異性表型無影響。Rho 激酶抑制劑能夠通過介導β-catenin 聚集、N-cadherin 及整合素β1表達下降促進豬角膜傷口愈合，提高細胞活力和增殖能力［11］。Rho 激酶抑制劑還可以通過降低線粒體氧化應激水平和增強線粒體功能為增殖提供能量，從而實現角膜內皮細胞的增殖［12］。

此外，局部Rho 激酶抑制劑治療已在急性手術創傷和其他病因引起的角膜水腫以及內皮疾病的治療中表現出潛在的作用。利帕舒地爾和奈他舒地爾是兩種可用于眼科的Rho 激酶抑制劑，一般有很好的耐受性，局部不良反應輕微且短暫。

2 Rho激酶抑制劑在青光眼治療中的作用機制

2.1 降低眼壓 青光眼是以病理性眼壓升高、視神經萎縮和視野缺損為共同特征的眼部疾病。目前，降低眼壓的主要機制為抑制房水產生或者增加房水外流［13］。Rho 激酶抑制劑可以通過影響小梁網細胞收縮以及小梁網、Schlemm 管的形態結構促進房水流出，降低眼壓［14］。Rho/ROCK 通路的激活可誘導小梁網細胞收縮、肌動/球蛋白組裝、細胞黏附和細胞外基質合成，進而減少房水通過小梁網流出［15］；相反，Rho 激酶抑制劑可以通過阻斷肌球蛋白輕鏈（MLC）磷酸化來抑制小梁網細胞的收縮［16］，一方面直接抑制MLC磷酸化，另一方面使MLC磷酸酶去磷酸化間接抑制MLC 磷酸化。通過以上兩種途徑，最終使小梁細胞松弛、阻力降低，進而增加房水流出量，最終達到降低眼壓的目的。經Rho 激酶抑制劑處理的小梁網細胞和Schlemm 管細胞的細胞外基質減少，細胞彈力纖維和局部細胞黏附減少，而Schlemm 管細胞通透性和小梁網與Schlemm 管內壁的距離增加，這些變化會增加房水的流出［17］。目前，小分子Rho激酶抑制劑的眼用溶液鹽酸利帕舒地爾水合物已經在日本等亞洲國家獲批用于治療青光眼［18］。

2.2 改善視神經血液供應 青光眼會導致眼部液體循環功能紊亂，房水淤積，眼壓升高，長期高眼壓會壓迫視神經，導致視神經血供不足，造成視神經萎縮和視野缺損。Rho 激酶抑制劑能夠擴張局部損傷部位血管，起到保護神經組織的作用，促進局損傷部位血流恢復和軸突生長，進一步促進神經纖維的生長和功能，改善視神經血供［19］。研究發現，法舒地爾可以通過與Rho 激酶ATP 結合部位的競爭性結合，對Rho 激酶產生抑制作用，這種作用可以通過加強MLC 磷酸酶的活性來達到松弛血管平滑肌細胞的效果；且法舒地爾能夠通過激活內皮型一氧化氮合成酶提高體內一氧化氮水平，擴張血管，增加長期血液供應，從而改善視網膜和視神經血液供應［20］。

2.3 改善青光眼術后瘢痕形成 青光眼濾過手術后，傷口過度愈合和瘢痕增生常導致眼壓升高，因此改善術后瘢痕形成也是青光眼治療手術后的重要環節。TGF-β誘導纖維細胞收縮并隨后轉化為肌成纖維細胞，導致成纖維細胞增殖和遷移，在青光眼濾過后傷口愈合中發揮重要作用。IBRAHIM 等［21］研究發現，Rho激酶抑制劑可能通過抑制Tenon囊成纖維細胞向肌纖維細胞的轉分化及通過抑制絲裂原活化蛋白激酶途徑抑制術后TGF-β信號傳導來抑制纖維化。這提示Rho激酶抑制劑可能通過潛在的抗瘢痕作用，改善濾過性手術后的預后。

3 Rho激酶抑制劑在視網膜疾病治療中的作用機制

3.1 阻斷視網膜色素變性 視網膜色素變性是一種遺傳性致盲性眼病，導致視力下降的主要原因是光感受器細胞的死亡，且光感受器中的視錐細胞和視桿細胞的凋亡是由不同的致病基因引起的［22］。NI等［23］利用Y27632 作用于人視網膜色素上皮細胞（RPE），從細胞和分子水平探討ROCK 信號通路在RPE細胞功能障礙中的作用，結果表明，在視網膜變性過程中，特異性Rho 激酶抑制劑可以提高視網膜色素上皮細胞的活力，促進視網膜細胞的存活，減少細胞凋亡，從而達到阻斷視網膜色素變性的作用。有研究發現，玻璃體腔內注射Y-27632 可能通過半胱天冬酶依賴通路抑制RCS 大鼠光感受器凋亡，對光感受器變性具有保護作用。因此，玻璃體腔注射Y-27632 是一種潛在的治療光感受器變性的策略，其中也包括視網膜色素變性。然而，需要進一步研究Y-27632 對光感受器的保護機制，以提高其在臨床治療中的保護效率。

3.2 改善糖尿病視網膜病變及黃斑水腫 糖尿病視網膜病變是一種常見的可致盲的眼部微血管疾病。ROCK 信號通路與糖尿病的發生發展密切相關，近其研究發現，糖尿病視網膜病變的機制可能是激活Müller 細胞的ROCK 通路，從而降低細胞存活率，增加細胞遷移，刺激活性氧生成，增加下游效應分子的表達［24］。ROCK 通路可能參與了缺氧和氧化應激對Müller 細胞的損傷作用。研究發現，Rho 激酶抑制劑能夠降低糖尿病視網膜病變引起的視網膜血管內皮細胞損傷，改善視網膜血管病變，同時對黃斑起到保護作用［25］。ARITA 等［26］研究發現，法舒地爾能顯著下調糖尿病小鼠視網膜中ICAM-1表達，減少白細胞黏附，對血管內皮細胞產生直接保護作用。Y-27632 和法舒地爾能夠降低內皮細胞的炎癥反應及凋亡，保護血—視網膜屏障，減少毛細血管滲漏［27］。因此。Rho 激酶抑制劑為早期糖尿病視網膜疾病的治療提供了新的治療方法和希望。

3.3 改善視網膜血流 視網膜靜脈阻塞是由于多因素導致的血液成分改變或流體動力學異常進而出現視網膜血管阻塞，視力下降，黃斑水腫等不可逆損傷。目前治療主要通過抗凝溶栓藥、激光治療、中醫治療等［28］。研究發現Rho激酶抑制劑可以舒張視網膜血管，增加視網膜血液供應，改善缺血［29］。另外，玻璃體內注射利帕舒地爾可以增加視網膜的血流速度和血流量，研究中部分使用利帕舒德爾可以顯著降低缺血性視網膜疾病小鼠模型的視網膜厚度、新生血管和無灌注區，改善視網膜血流。法舒地爾通過抑制中性粒細胞黏附和減少中性粒細胞誘導的內皮損傷來保護血管內皮［26］。因此，Rho 激酶抑制劑可能是視網膜血管疾病的一種新的治療策略。

綜上所述，Rho/ROCK 信號通路參與了多種眼病的發生發展，相關的Rho 激酶抑制劑在在角膜疾病、青光眼、視網膜疾病等多種眼部疾病的治療過程中顯示出越來越大的潛力，并為治療眼病提供了更多的選擇和幫助。深入探討Rho 激酶抑制劑及Rho/ROCK 信號通路在眼部疾病發生發展中的作用對治療眼病有很好的幫助和促進作用，為解決一些棘手的眼科疾患帶來了希望。雖然Rho激酶抑制劑在眼科疾病治療的研究中表現出良好的效果，但其具體的作用機制仍不清楚，有待進一步研究。