麦尔哈巴·肖开提;莫晓芬
【摘 要】青光眼以进行性视网膜神经节细胞(RGCs)的丢失及其轴突变性为特征,其临床表现为典型的视神经萎缩和视野缺损.因此,延缓或阻止RGCs凋亡的神经保护性措施应作为主要手段.本文通过补充神经营养因子,调控线粒体功能,抑制细胞凋亡通路和毒性作用等几个层面,对基因在RGCs抗凋亡和促进存活作用的最新研究进展进行综述. 【期刊名称】《中国眼耳鼻喉科杂志》
智能酸奶机【年(卷),期】2015(015)006
【总页数】4页(P437-440)
【作 者】麦尔哈巴·肖开提;莫晓芬
【作者单位】复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科 上海200031;复旦大学附属眼耳鼻喉科医院眼科 上海200031
【正文语种】中 文
青光眼是一类以特异性的视神经损害和视野缺损为特征的眼病，已成为白内障后第2位致盲性眼病。最新研究[1]结果显示，至2020年，全世界青光眼患者的数量将达到7 000万。青光眼主要的病理变化是视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells，RGCs)的不可逆丧失。目前对青光眼的，主要以药物或手术的方法降低眼压，可是相当一部分患者尽管眼压控制满意，但视功能还继续恶化；究其根源，是由于发生细胞凋亡的病理微环境持续存在，使得神经元数量不断减少，造成视功能进行性下降。因此寻更为有效的方法保护神经元或延缓其凋亡迫在眉睫。基因因具有组织特异性高、可长时间持续等特点，对此类慢性终身性疾病的具有无可比拟的优势，因而受到业界的关注，成为研究热点[2]。
至今为止，有研究[3]报道了在各类青光眼患者中至少存在29个异常基因位点，其中已明确12个为致病性基因。但是在实行基因前，需要进一步明确青光眼基因缺陷和RGCs凋亡病理生理间的关系。此外，除了基因缺陷因素，还有个体风险因素、环境因素均可以影响青光眼的发生和发展。由于上述原因，目前对青光眼基因策略，主要考虑如何增强RGCs的存活和再生，而非单纯修正遗传缺陷。
随着病毒和非病毒基因载体的出现，更多的研究证实了基因在保护视网膜神经元、延缓RGCs凋亡方面的功效。因此，本文对基因在RGCs抗凋亡和促进存活方面的研究进展进行综述。 1.1 腺相关病毒载体 腺相关病毒(adeno- associated virus，AAV)是一种小的单链DNA病毒，具有非免疫原性、基因表达持续时间长等优点[4-5]。在成年大鼠玻璃体腔注射AAV载体，能有效地转染RGCs，转染率达到68%[6]；而在视网膜下腔注射AAV载体，主要转染感光细胞和视网膜素上皮层[7-8]。目前应用于基因转染的AAV载体具有9种血清型，其中AAV-6载体对RGCs的转染率较低，只有24%，其他血清型对RGCs的转染率为57%～71%，其中AAV-2最高[9]。
1.2 腺病毒载体 最初的腺病毒(adenovirus，Ad)又叫复制缺陷病毒，具有稳定、转染率高等优点，但由于强免疫原性及毒性反应，研究者对Ad载体进行了改进。第3代Ad载体又叫辅助病毒依赖性Ad载体(helper-dependent adenovirus，Hd-Ad )，此类病毒基因只保留了两段复制区域，其他结构被外源基因序列所替代。这种新病毒载体由于缺失大部分病毒编码序列，因而有效地减少了机体的免疫反应，使基因表达持续时间明显延长[10]。Ad载体
能够有效地转染上皮细胞和神经胶质细胞。研究[11]发现，在小鼠玻璃体腔注射Hd-Ad-GFP载体，基因产物在Müller细胞中能够持续稳定表达可长达1年。在视网膜下腔注射Hd-Ad载体，能有效地转染视网膜素上皮层[12]。
同温同压下1.3 非病毒载体方法 与病毒载体相比，非病毒载体基因转染方法相对安全，不会引起免疫反应；但转染率低、持续时间较短。电穿孔方法是物理导入方法之一, 具有操作简单、安全、转染率不受细胞增殖性影响等优点, 是一种良好的外源基因导入系统。研究显示，在SD大鼠视神经横断伤模型及视网膜素变性大鼠模型上，利用此方法成功地将脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor ，BDNF)转染到RGCs层或视网膜素上皮层，观察到基因后能产生持久显著的神经元保护效果[13-14]。
led背光板2.1 补充神经营养因子 神经营养因子对视网膜神经元的存活、分化及建立突触联系至关重要，营养因子的剥夺是诱发青光眼RGCs凋亡的重要因素之一。已有研究表明，眼内注射神经营养因子能暂时性拯救损伤视网膜神经元，采用基因的方法转染这些神经营养因子，起到更好地持久保护效果并能克服眼内多次注射带来的各种并发症。
2.1.1 BDNF 在神经营养因子家族中，BDNF对受损RGCs的保护作用尤为突出。玻璃体腔
局部注射外源性BDNF蛋白可以促进视神经损伤后RGCs的存活，通过病毒载体或活体电穿孔辅助技术，将外源性BDNF基因转染到RGCs层，其保护效应更持久。Martin等[15]研究发现，在大鼠慢性高眼压模型上，玻璃体腔单次注射AAV-BDNF，组比对照组能显著增加RGCs的存活率。尽管BDNF具有显著的神经保护效果，但这种作用是暂时性的。BDNF能延缓RGCs的凋亡，却不能阻止凋亡进展，这跟RGCs表面TrkB受体的表达下调相关[16]。研究[6]表明，在视神经横断伤大鼠模型上，利用AAV载体将TrkB基因转染到RGCs层，玻璃体腔注射BDNF蛋白，能显著提高对RGCs保护效果及延长作用时间。
2.1.2 睫状神经营养因子 睫状神经营养因子(ciliary neurotrophic factor，CNTF)是具有保护RGCs和促进轴突再生作用的神经营养因子，在多种视神经损伤动物模型中，外源性补充CNTF起到显著的神经保护和再生效果。在大鼠慢性高眼压模型中，玻璃体腔注射AAV-CNTF，与对照组相比存活的RGCs轴突数量超过15%[17]。NT-501是Neurotech公司研发的一种分泌CNTF的植入装置，通过细胞封装技术将分泌CNTF的细胞系装入一种生物半透膜而制成，NT-501通过手术植入到睫状体平坦部后，能稳定地分泌CNTF。这种装置已经通过了视网膜素变性和老年黄斑变性的第2期临床试验[18]，并于2011年开始进入了原发性开角型青光眼第1期临床试验(v NCT01408472)，其疗效值得期待。
2.1.3 素上皮源性因子 素上皮源性因子(pigment epithelium-derived factor，PEDF)是一种具有抑制内源性新生血管形成和神经保护作用的蛋白质，相对分子质量为50×103。Miyazaki等[19]研究发现，在Wistar大鼠急性缺血再灌注模型中，视网膜下腔注射猿猴免疫缺陷病毒(SIV)载体表达的人类PEDF基因(SIV-hPEDF)，结果表明，PEDF过表达能明显提高受损视网膜神经元的存活率。又有学者[20]发现，在成年大鼠视神经挫伤模型中，玻璃体腔注射PEDF还具有促进RGCs轴突生长的效果，联合环磷酸腺苷(cyclicAMP，cAMP)，轴突延长作用更加显著。
2.1.4 其他 除了上述神经营养因子之外，成纤维细胞生长因子-2(fibroblast growth factor-2，FGF-2)和胶质细胞源性神经营养因子(glial cellline-derived neurotrophic factor，GDNF)也同样具有神经保护效果[21]。研究[22]表明，视神经损伤后，FGF-2在视网膜内核层及RGCs层的表达上调；在大鼠神神经损伤模型上，经玻璃体腔注射AAV-FGF-2载体，能诱导损伤后RGCs轴突的延长。在大鼠视神经横断伤模型中，利用电穿孔法将GDNF基因转染到RGCs层，视神经损伤后2周及4周，能观察到显著RGCs保护效果，与BDNF联合，效果更显著[23]。虚拟架子鼓
安全门卡
2.2 阻断细胞凋亡通路 视网膜神经元凋亡是视神经变性性疾病的共同病理基础。包括内在和外在的凋亡通路共同调控着RGCs的凋亡[24]。外在凋亡信号通路包括一系列的死亡受体家族：Fas-L、TNF-α、TNF-相关凋亡诱导配体等。外在信号通路的激活能诱导RGCs凋亡。在青光眼病理模型中，能观察到Fas-L、TNF-α的表达上调[25]。虽然外在信号通路在RGCs的凋亡中起到关键作用，但目前基因在这方面应用较少。
内在信号通路主要包括Bcl-2家族成员：促凋亡(Bax、Bad、Bid)和抗凋亡(Bcl-2、Bcl-XL)因子，共同调控着线粒体外膜的通透性，控制细胞素C释放到细胞质中，而细胞素C的释放可以激活促进细胞凋亡的半胱氨酸蛋白激酶(caspase)家族。因此内在凋亡信号通路的各种因子已经作为基因的靶向目标，用来研究对RGCs保护作用。研究[26-27]发现，在视神经横断伤动物模型中，通过基因转染使抗凋亡基因Bcl-2或Bcl-XL过表达，能显著提高RGCs的存活率。
最近研究证实，在成年大鼠视神经横断伤模型中检测到caspase-2在RGCs中有表达和激活，利用siRNA技术阻断caspase-2的表达，起到显著的神经保护效果。有关caspase-2的研究目前正处于非动脉炎性前部缺血性视神经病变的第1期临床试验阶段[28]。
2.3 调控线粒体功能 长期以来，线粒体一直被公认为是细胞内的能量加工厂，然而越来越多的研究发现，线粒体具有调控细胞凋亡的作用。细胞凋亡过程中许多重要环节与线粒体的功能密切相关，包括caspase激活因子的释放、线粒体膜电位的丧失、细胞内氧化还原状态的改变、Bcl-2家族促进和抑制凋亡蛋白的参与等。
OPA-1是GTP酶类动力蛋白，能稳定线粒体的嵴结构，减轻线粒体结构的破坏，从而减少细胞凋亡。在多数常染体显性遗传的视神经萎缩患者中，发现编码OPA-1的基因出现突变，而OPA-1蛋白功能的丧失导致线粒体分裂、细胞素C释放、线粒体DNA损伤和增加活性氧产物，最终引起细胞凋亡。在DBA/2J小鼠(一种先天性基因缺陷小鼠)，通过AAV载体使OPA-1基因过表达，可以增加存活的RGCs数量，并能显著降低活化的星形胶质细胞和小胶质细胞的数量[29]。
蝇蛆蛋白
脑红蛋白是神经系统特异的携氧球蛋白，与脑内供氧密切相关，推测与线粒体之间存在着功能链接。Hq小鼠由于呼吸链复合体1的缺陷，引起RGCs的变性和视神经萎缩。研究者通过AAV载体介导的基因转染方法使Hq小鼠脑红蛋白过表达，脑红蛋白能稳定表达7个月，并无引起视网膜结构和功能变化，相反起到了保护RGCs和轴突的作用。提示脑红蛋白通过修复呼吸链功能的缺陷，而发挥保护视觉功能的作用[30]。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议