靶向炎癥通路：糖尿病視網(wǎng)膜病變中小膠質(zhì)細(xì)胞作用機(jī)制的研究現(xiàn)狀

糖尿病視網(wǎng)膜病變（DR）已成為工作年齡人群視力損傷和失明的主要原因。研究表明，神經(jīng)炎癥與視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性變是DR發(fā)病機(jī)制的重要因素。小膠質(zhì)細(xì)胞是視網(wǎng)膜駐留的免疫細(xì)胞，在DR早期即轉(zhuǎn)變?yōu)榇傺妆硇停掷m(xù)釋放炎癥因子造成血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞死亡。隨著對DR發(fā)病機(jī)制的深入研究，發(fā)現(xiàn)了3條與小膠質(zhì)細(xì)胞活化相關(guān)的信號通路，通過調(diào)節(jié)這些通路，可以減少血視網(wǎng)膜屏障損害和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞丟失。深入研究這些通路為開發(fā)DR早期干預(yù)策略提供了重要靶點(diǎn)，對改善患者預(yù)后具有重大臨床意義。本文將圍繞3條與小膠質(zhì)細(xì)胞活化相關(guān)的信號通路作一綜述。

1 研究背景

糖尿病是全球范圍高發(fā)病率的疾病，DR是糖尿病的微血管并發(fā)癥之一，是導(dǎo)致視力喪失的重要原因。以往認(rèn)為DR的主要發(fā)病機(jī)制為微血管異常，但越來越多證據(jù)表明，DR早期的對比敏感度下降、暗適應(yīng)功能缺陷等還涉及到視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性變和神經(jīng)炎癥[1]。DR的發(fā)展分為非增殖期和增殖期，早期非增殖期DR病人表現(xiàn)為眼底微血管瘤、視網(wǎng)膜出血點(diǎn)、硬性滲出等，隨著病情發(fā)展，血管內(nèi)皮損傷逐漸加重，導(dǎo)致視網(wǎng)膜無灌注區(qū)形成，最終引起視網(wǎng)膜缺血缺氧，從而觸發(fā)病理性新生血管形成；進(jìn)入增殖期的DR患者，若出現(xiàn)牽拉視網(wǎng)膜脫離或玻璃體積血，則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重且不可逆的視力損害[2～3]。

小膠質(zhì)細(xì)胞是視網(wǎng)膜駐留的免疫細(xì)胞，在生理狀態(tài)下，其分布于外叢狀層及以內(nèi)的視網(wǎng)膜，負(fù)責(zé)監(jiān)測突觸活動(dòng)，吞噬凋亡的細(xì)胞和代謝碎片，維持神經(jīng)元的正常活動(dòng)。而在病理狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞極化為促炎表型，遷移到視網(wǎng)膜外核層和光感受器層，分泌大量炎癥因子，引發(fā)炎癥級聯(lián)反應(yīng)，造成神經(jīng)——血管單元損害和血視網(wǎng)膜屏障的破壞。有研究表明[4～5]，小膠質(zhì)細(xì)胞在DR早期的神經(jīng)退行性變、神經(jīng)炎癥發(fā)生中發(fā)揮重要的作用。在疾病晚期，小膠質(zhì)細(xì)胞分泌的促血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）等細(xì)胞因子會(huì)誘發(fā)新生血管形成。

本文將圍繞小膠質(zhì)細(xì)胞在DR中的作用，具體聚焦于3條關(guān)鍵炎癥相關(guān)信號通路：CD200/CD200R通路、Fractalkine/CXCR1通路和RIP1/RIP3壞死性凋亡途徑，綜述小膠質(zhì)細(xì)胞在DR疾病進(jìn)程中的作用。

2 CD200/CD200R通路

CD200是一種細(xì)胞表面蛋白，屬于免疫球蛋白超家族，主要在大腦和視網(wǎng)膜的神經(jīng)元中表達(dá)。CD200R是其唯一已知受體，主要表達(dá)于視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞中。已有多項(xiàng)研究表明，CD200與CD200R的結(jié)合能將小膠質(zhì)細(xì)胞維持在靜息態(tài)，從而在調(diào)控視網(wǎng)膜炎癥中發(fā)揮重要作用[6～7]。在DR早期，高糖導(dǎo)致的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和血管的病理改變發(fā)生遠(yuǎn)早于眼底照相能夠發(fā)現(xiàn)的局部病灶，而早期視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性變和小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)有顯著關(guān)聯(lián)。Pfeifer等人發(fā)現(xiàn)[8]，糖尿病視網(wǎng)膜小鼠早期內(nèi)層視網(wǎng)膜中CD200表達(dá)降低，小膠質(zhì)細(xì)胞CD200R的RNA水平升高，提示CD200/CD200R通路的抑制，而激活CD200R能夠使小鼠視網(wǎng)膜外叢狀層和內(nèi)叢狀層中的小膠質(zhì)細(xì)胞維持在分枝更多、胞體更小的靜息形態(tài)，同時(shí)小鼠視功能的檢查發(fā)現(xiàn)，在中到高強(qiáng)度閃光刺激（-16～5 db）后，玻腔注射CD200R激動(dòng)劑，小鼠的暗適應(yīng)a波和b波振幅反應(yīng)顯著增加，而注射安慰劑的模型小鼠則沒有這種變化。CD200/CD200R通路還與小膠質(zhì)細(xì)胞抗炎極化有關(guān)，這提示激活小膠質(zhì)細(xì)胞CD200R可能不僅能夠減少其炎癥因子釋放，還能夠增加白介素-10（IL-10）、轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）等抗炎因子表達(dá)，從而改善DR早期視網(wǎng)膜微環(huán)境[9]。

3 Fractalkine/CX3CR1通路

Fractalkine蛋白是屬于趨化因子家族的成員，CX3CR1是其唯一受體，在外周廣泛表達(dá)于包括單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞在內(nèi)的免疫細(xì)胞膜表面。在視網(wǎng)膜，CX3CR1主要在小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)，而Fractalkine表達(dá)于神經(jīng)節(jié)細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞。Fractalkine/CX3CR1通路被證明與抑制神經(jīng)炎癥有關(guān)，全身性敲除CX3CR1導(dǎo)致DR模型小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞促炎性極化，加劇血視網(wǎng)膜屏障功能破壞[5]。Mendiola等人的研究中[10]，全身CX3CR1基因敲除小鼠在糖尿病模型早期出現(xiàn)比野生型小鼠更嚴(yán)重的視網(wǎng)膜血管損害，在纖維蛋白原滲出區(qū)域有明顯更多的促炎型小膠質(zhì)細(xì)胞聚集，而將重組Fractalkine蛋白通過玻璃體腔注射到糖尿病CX3CR1敲除小鼠中明顯減少了視網(wǎng)膜中的纖維蛋白原沉積和小膠質(zhì)細(xì)胞的血管周圍聚集。這些數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)ractalkine/CX3CR1信號通路的喪失導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞活化失調(diào)，從而破壞了視網(wǎng)膜的血管完整性。張敬法教授認(rèn)為，在DR病程中，由于DR神經(jīng)元凋亡增加，導(dǎo)致Fractalkine表達(dá)減少，而該通路對小膠質(zhì)細(xì)胞的抑制作用不足最終導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞活化，其團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)[11～12]，在糖尿病大鼠模型中，與正常對照組相比，視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞活化和炎癥因子顯著增加，而玻璃體腔注射重組Fractalkine蛋白對此有較大抑制作用。在體外實(shí)驗(yàn)，缺氧處理的小膠質(zhì)細(xì)胞中，核因子κB（NF-κB）和核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（Nrf2）的表達(dá)以及細(xì)胞內(nèi)活性氧水平均高于常氧對照組，加入Fractalkine顯著抑制了經(jīng)典的炎癥相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子NF-κB的激活，并且降低了細(xì)胞內(nèi)活性氧水平。

4 RIP1/RIP3壞死性凋亡途徑

壞死性凋亡這一細(xì)胞死亡方式近年研究報(bào)道較多，其不同于細(xì)胞凋亡（細(xì)胞碎片被巨噬細(xì)胞吞噬而引起炎癥反應(yīng)），也不同于壞死（非程序性且與炎癥高度相關(guān)的死亡方式），而是一種新型細(xì)胞程序性死亡。經(jīng)典壞死性凋亡途徑是由死亡受體，如腫瘤壞死因子受體（TNFR）和Toll樣受體（TLR）觸發(fā)的，由受體相互作用蛋白激酶1（RIP1）/受體相互作用蛋白激酶3（RIP3）復(fù)合物的激活介導(dǎo)，并通過混合譜系激酶結(jié)構(gòu)域樣蛋白（MLKL）的磷酸化和寡聚化執(zhí)行[13～14]。Huang等人發(fā)現(xiàn)[14]，鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病小鼠早期，視網(wǎng)膜炎癥因子表達(dá)較對照小鼠明顯升高，DR小鼠視網(wǎng)膜中壞死性凋亡標(biāo)志物主要表達(dá)于小膠質(zhì)細(xì)胞，這些小膠質(zhì)細(xì)胞群體明顯呈現(xiàn)促炎型形態(tài)學(xué)改變。敲低DR小鼠中的RIP3減少了小膠質(zhì)細(xì)胞的壞死性凋亡并降低了促炎細(xì)胞因子，提示針對小膠質(zhì)細(xì)胞中的壞死性凋亡可能是治療DR早期階段的一種有前景的策略。隨著DR病人的視網(wǎng)膜缺血缺氧逐漸加重，多種促血管生成因子如VEGF、堿性成纖維細(xì)胞生長因子2（FGF2）表達(dá)增加，最終誘發(fā)新生血管形成。

氧誘導(dǎo)視網(wǎng)膜病變（OIR）模型是一種研究早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變、濕性年齡相關(guān)黃斑變性以及增殖性DR的缺氧誘導(dǎo)新生血管模型。He等人對OIR模型小鼠視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞測序分析[15]，確定了一類與神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性變相關(guān)的壞死性凋亡亞群，通過體內(nèi)敲除RIP3，證明正是壞死性凋亡小膠質(zhì)細(xì)胞群體在OIR中觸發(fā)了FGF2的大量釋放，同時(shí)靶向壞死性凋亡——FGF2通路和VEGF可發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，有效減少視網(wǎng)膜新生血管生成。

5 小結(jié)

目前DR的臨床治療手段包括藥物治療、激光治療和手術(shù)治療，皮質(zhì)類固醇眼內(nèi)給藥可通過多種機(jī)制產(chǎn)生抗炎作用，減少血視網(wǎng)膜屏障破壞和滲出，有較好的視力提升效益和黃斑水腫減輕效益，然而，這些治療主要針對疾病后期表現(xiàn)，缺乏對早期病理機(jī)制的干預(yù)。作為視網(wǎng)膜駐留免疫細(xì)胞的小膠質(zhì)細(xì)胞，對缺氧和血糖波動(dòng)敏感，其短期激活具保護(hù)作用，而持續(xù)激活則產(chǎn)生大量炎癥因子，破壞神經(jīng)血管單元。所以，視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞是DR在視網(wǎng)膜炎癥損傷機(jī)制方面的重要靶細(xì)胞。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，通過使用一些抑制劑、激動(dòng)劑來調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥，能夠提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的視功能，改善其行為活動(dòng)。這些研究為DR臨床治療提供了理論依據(jù)，小膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)通路的深入研究將為DR提供新的治療靶點(diǎn)，推動(dòng)其從癥狀治療向機(jī)制干預(yù)的轉(zhuǎn)變。

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項(xiàng)目編號：ygz2023113

作者單位：重慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校