Müller细胞与糖尿病视网膜病变发生及早期诊断的研究进展

李文君，霍 晶，于文畅

（1.天津市公安医院 眼科，天津300042；2.一汽总医院 药学部，吉林 长春130011）

糖尿病是一个复杂的代谢性疾病，早期小血管受累，逐渐引起全身很多组织、器官的广泛损害。糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy，DR）是糖尿病在眼部的重要并发症。1型糖尿病（胰岛素依赖型糖尿病）患者约10%在起病后5－9年左右便发生DR，15年后约50%的人发生，25年后有80%－90%的人出现DR。2型糖尿病（非胰岛素依赖型糖尿病）患者的DR发病状况与1型糖尿病相似。DR的病理改变包括微血管瘤、硬性渗出、软性渗出、新生血管、纤维膜形成、视网膜脱离等。经研究发现DR的发生、发展与视网膜内的Müller细胞及其分泌的细胞因子有着密切关系。

1 Müller细胞在视网膜内的生理作用

1.1 Müller细胞对视网膜的支撑和营养作用

视网膜由内到外分为内界膜、神经纤维层、神经节细胞层、内丛状层、内核层、外丛状层、外核层、外界膜、视锥视杆细胞层、视网膜色素上皮层。Müller细胞包体位于内核层的内中间层，但Müller细胞的突起多且长，占据了从内界膜到外界膜的视网膜大部。细胞发出放射状突起纵贯视网膜全层，向内在神经纤维层形成圆锥形膨大，参与内界膜的构成；向外越过外界膜，形成微小的绒毛纤维包绕光感受器内节。在外核层、内核层、神经节细胞层发出带状分支形成网状，包绕神经细胞包体。在外丛状层、内丛状层、神经纤维层发出细微的分支包绕神经细胞的树突、轴突和突触，并向血管表面发出小分支包绕血管，参与血－视网膜屏障的构成。强大的Müller细胞突起几乎包绕了大部分神经细胞及其突起和视网膜内血管，对视网膜起到支撑作用，同时提供营养物质，它的任何变化都将影响视网膜神经细胞和血管的正常功能。

1.2 Müller细胞对视网膜各神经细胞的保护

谷氨酸是存在于视网膜内的一种兴奋性神经毒素，主要通过 Müller细胞膜上的 GLAST／EAAT－1（Na＋－dependent glutamate／aspartate transporter／excitatory amino acids transporter－1）受体清除[2]。Müller细胞位于内、外丛状层之间，暴露于神经元释放的谷氨酸环境里，参与了谷氨酸－谷氨酰胺的循环转化，将谷氨酸转化为谷氨酰胺传递给下一极神经元，并释放神经营养因子传递给上一级神经元，从而高效清除视网膜神经细胞微环境中的谷氨酸，达到保护神经细胞的目的。

2 糖尿病中Müller细胞的变化及其影响

2.1 Müller细胞的变化

在早期糖尿病病人的视网膜内，Müller细胞形态和数量均发生变化，且早于血管的变化。在高糖环境中，胶原纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）表达增加，促使 Müller细胞活化，使其体积增大，数量增多[2－5]。同时Müller细胞调节周围环境中的钾离子、谷氨酸浓度的功能也下降，使钾离子、谷氨酸在视网膜内蓄积，产生毒性反应[6，7]。有研究证实[8]，糖尿病鼠病程4周后出现Müller细胞中谷氨酰胺运输因子和受体表达增加，而12周后两者的表达则迅速减少，这说明糖尿病对Müller细胞的破坏和损伤，尤其是病程12周后更为明显。

2.2 Müller 细胞对视网膜的影响

Müller细胞膜钾通道和钙激活钾通道的功能发生变化，使得其对细胞内外钾含量的调节能力下降，进而出现了视网膜功能紊乱，甚至发生黄斑水肿[9]。活化的 Müller细胞产生血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial cell growth factor，VEGF）、b－成纤维细胞生长因子 （fibroblast growth factor，b－FGF）、GFAP、干扰素－α（interferon－α，IFN－α）等细胞因子增多，这些细胞因子促使血管内皮细胞和周细胞凋亡，导致毛细血管通透性增加，引起视网膜内渗出、出血和水肿[10]。这些细胞因子还能诱导毛细血管内皮细胞产生纤溶酶激活物和胶原酶，打开血管内皮细胞的紧密连接，导致视网膜微血管功能丧失，局部微循环障碍，刺激血管内皮细胞分化、移行、增生，产生新生血管[11]。视网膜内的水肿、渗出进一步导致了缺血缺氧和血管闭塞，反过来刺激 Müller细胞产生更多的细胞因子[12，13]。已经有研究发现在缺血缺氧环境下的Müller细胞分泌的VEGF促进Müller细胞表达过多的基质金属蛋白酶－2（matrix metalloproteinase，MMP－2），这些MMP－2作用于临近的血管内皮细胞，促进新生血管生成，促使DR进入增殖期[14]。

高糖培养的Müller细胞[15]和患糖尿病的小鼠的 Müller细胞[16]均出现环氧合酶（cyclo－oxygenase，COX）表达增加。花生四烯酸在COX－2的催化下产生前列腺素，诱导新生血管生成，同时COX－2表达可诱发VEGF产生。已有实验证实非甾体抗炎药抑制COX活性，可减少VEGF的表达[17]。高糖培养中，Müller细胞膜补体受体C5aR大量表达，与补体结合后促进细胞VEGF表达。通过抑制C5aR，可减少VEGF的表达[18]。这些实验结果为DR提供了新的治疗途径[19]。

3 Müller细胞与DR的早期诊断

有研究[20]发现闪光视网膜电图 （electroretinograph，ERG）的b波主要起源于神经元和Müller细胞，而 Müller细胞不参与闪烁光ERG的形成，所以闪烁光ERG记录的是纯神经元的反应，比较闪光视网膜电图b波幅值和闪烁光视网膜电图幅值可以单独评价视网膜神经元和神经纤维的病理反应（主要是Müller纤维），提出应用闪光ERG的b波幅值／12赫兹闪烁光ERG幅值，即纤维指数来直接评价Müller细胞的功能。此研究同时发现视网膜无灌注区面积大小与纤维指数是平行关系，纤维指数是视网膜缺血缺氧的敏感指标。通过计算纤维指数，能够发现DR的最早期的改变，客观评价DR的病理改变及病情进展。

4 小结

Müller细胞是视网膜内重要的神经胶质细胞，起到保护、营养、支撑视网膜的功能，糖尿病对它的任何损伤均可导致视网膜内血管、神经细胞及神经传导的巨大影响，在DR的发生发展中起到关键作用。对Müller细胞及其细胞因子的研究将给临床提供更多DR的早期诊断方法和治疗途径。

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