RIR损伤后神经节细胞损伤及治疗机制的研究进展

姚 宁 郝 进 王 婷

RIR损伤后神经节细胞损伤及治疗机制的研究进展

姚 宁1郝 进2王 婷2

视网膜缺血-再灌注（retinal ischemia reperfusion，RIR）损伤是在缺血性损伤的基础上发展而来的。视网膜血管阻塞所引起的缺血性眼病在血液再通后，通过一系列链式反应，造成视网膜神经节细胞凋亡的发生。如何减轻或防止缺血-再灌注引起的视神经节细胞损伤和凋亡，在视网膜缺血性疾病防治中具有重大意义。

视网膜缺血再灌注；损伤机制；神经节细胞

视网膜缺血再灌注（retinal ischemia reperfusion，RIR）损伤即缺血性眼病患者视网膜在恢复供血后，再灌注在一定程度上加剧了细胞的死亡〔1〕，出现明显的功能障碍，对视网膜的生理功能产生极大的破坏，可导致视网膜神经元的损伤，造成不同程度的视神经节细胞的凋亡，严重地影响着人们的身体健康和生活质量。由于人类视网膜神经节细胞特殊的不可替代性，如何对已发生损伤的视网膜神经节细胞及萎缩的视神经进行有效的逆转治疗，一直是眼科界面临的难题之一。目前临床上，早期主要是采取糖皮质激素冲击、神经营养因子等治疗，但是存在诸多缺点及副作用，此类疾病仍无有效可行的治疗方法。因此，积极探寻视网膜缺血再灌注损伤的有效药物，具有重要的临床意义。现将目前的研究进行综述。

1 损伤机制

1.1 自由基学说

视网膜缺血再灌注的早期阶段，自由基生成增加，通过对脂质、蛋白质及生物膜的破坏，导致多种氧化损伤〔2〕。这是缺血-再灌注时自由基产生破坏的主要途径。此外，氧自由基通过细胞膜脂质的过度氧化，从而抑制蛋白质的功能，并破坏细胞核酸、染色体等，导致细胞再生障碍〔3〕。兴奋性氨基酸〔4〕与突触后膜受体相互作用，改变膜的通透性，进而破坏离子平衡而损伤神经组织细胞。

1.2 钙超载学说

以往实验证明，钙超载主要发生在再灌注期。钙离子内流增加，消耗大量的能量，激活相关通道、破坏膜的通透性；另外，细胞内钙离子浓度升高后可以促进氧自由基的生成，加重视网膜神经节细胞的损伤。相关实验证实，视网膜缺血再灌注损伤后钙结合蛋白-28的变化及谷氨酸受体引起的Ca2+内流均与视网膜缺血再灌注有关。

1.3 凋亡基因学说

牛膺筠等〔5〕对大鼠视网膜缺血再灌注损伤模型视网膜超微结构观察发现，视网膜缺血再灌注后24 h视网膜神经节细胞数量明显减少，呈程序性级联式的细胞死亡〔6〕，证实了凋亡基因引起的细胞凋亡是视网膜缺血再灌注损伤的重要发生机制之一。2000年Champlin、Roy等〔7〕研究发现，细胞凋亡的发生在再缺血灌注后6 h明显升高，24 h后细胞凋亡达到峰值，之后随着再灌注的延长，凋亡有所下降。

1.4 炎症介质学说

一方面，动物实验发现缺血再灌注后6 h，大鼠视网膜组织中肿瘤坏死因子-α迅速增加，可激活组织内的巨噬细胞、内皮细胞和小胶质细胞产生炎症反应，肿瘤坏死因子-α进一步激活多形核白细胞，增加白细胞-内皮细胞粘附分子的表达，增强血管的渗透性；另一方面，白细胞释放多种炎症因子，常见的白介素1β（IL-1β），白介素6（IL-6），肿瘤坏死因子（TNF），趋化因子配体2、5、10，细胞间粘附分子1（ICAM-1）及一氧化氮合酶2（NOS-2）等〔8〕，以及白细胞介素1β，均参与引起再灌注损伤〔9〕。此外，炎症反应与凋亡因子相互作用共同参与视网膜神经节细胞的凋亡〔10〕。

1.5 谷氨酸兴奋性中毒学说

缺血引起视网膜损伤时，神经细胞缺血缺氧，通过高水平的NMED受体的表达，使细胞发生去极化，Ca2+内流集聚，致神经元死亡〔11〕；另一方面，Müller细胞的离子转运、神经递质摄取、异物清除、糖原储存、感光细胞和神经元的电绝缘、视网膜的机械支持以及其它功能受损害时，细胞内谷氨酸摄取减少，细胞外谷氨酸堆积等加重了缺血损伤〔12〕。

1.6 NO学说

在视网膜的缺血损伤中，N0的作用是双重性的，一方面，NO作为一种众所周知的细胞毒素，引起能量缺乏、DNA合成抑制以及诱发程序性细胞死亡，从而使NO通过增加缺血后兴奋性神经递质的释放来加剧组织损伤。NO还会破坏血视网膜屏障，缺血状态下，激活转录因子，诱导一氧化氮合酶（iNOS）表达，催化生成大量的NO〔13〕，这可能是视网膜缺血损伤的重要原因。Iadecola C等〔14〕研究表明，NO在再灌注开始到24 h时间段内没有发生变化，而在再灌注24 h时段开始有明显升高，24～48 h达到高峰，并在高水平维持至再灌注72h时段。另一面，NO在RIR中亦有保护作用，见下文，在此不赘述。

1.7 神经营养因子缺乏学说

神经节细胞的生长与靶细胞上的受体结合发挥调节细胞新陈代谢的作用，并从结合位点开始诱发一系列酶联反应，保持细胞的分子稳定性〔15〕。而血管内皮生长因子作为分泌型碱性蛋白，可使血管通透性增加，同时可促进血管内皮细胞有丝分裂，从而激活胞内酪氨酸激酶，启动相关信号，进而促进新生血管生长，对视网膜有损害作用。在正常视网膜组织中，胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和胰岛素样生长因子结合蛋白-3（IGFBP-3）就有轻微表达，IGF-1和IGFBP-3表达与视网膜缺血再灌注损伤有关，且两者与RIR损伤的时间呈正相关。

2 治疗进展

2.1 西医治疗

针对上述发病机制，目前研究较多的治疗方法主要有以下几种。

钙离子阻断剂：氟桂嗪是一种Ca2+超载阻断剂，通过抑制电压依赖性或受体依赖性的Ca2+通道及抑制细胞内贮存的Ca2+的释放来阻止细胞内Ca2+超载〔16〕，抑制一系列酶活化，保护神经细胞。同是钙阻滞剂的洛美利嗪〔17〕对RIR损害的保护机制归因于减少细胞内Ca2+升高，对抗NMDA的视网膜毒性，减轻RIR后nNOS表达的增加。刘金璐等〔18〕研究证明，蛋白激酶CK2参与了RGC损伤的过程，大黄素作为CK2抑制剂在视网膜缺血再灌注损伤过程中对RGC有保护作用。

NO的保护作用：如上所述的保护细胞的一面：NO作为一种有效的血管扩张剂及血小板聚集和白细胞粘附抑制剂，通过加强侧支循环、阻止血小板和白细胞阻塞微血管来增进缺血后的血流供应，也能通过抑制Ca2+经过NMAD受体内流，限制缺血区的谷氨酸神经毒性〔19〕。丙戊酸（VPA）〔20〕及蛋白激酶抑制剂Fasudil〔21〕在视网膜缺血再灌注损伤中均可通过抑制凋亡蛋白Caspase-3与Bax的表达及诱导抗凋亡蛋白Bcl-2的产生，达到保护神经节细胞的作用。硫化氢（H2S）通过使p-JNK活性减弱，致使信号传导通路受阻，进而抑制神经节细胞的凋亡〔22〕。

神经营养因子（NGF）的支持：NGF主要对神经元的存活、神经纤维的生长和分化以及再生起重要作用，是维持中枢神经和周围神经功能的重要活性因子。在RIR损伤中，予外源性神经营养因子，发挥以上作用，促进神经轴突再生和神经细胞功能恢复〔23〕。诸如神经生长因子、睫状神经营养因子（CNTF）、脑源性神经营养因子（BDNF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、色素上皮源性因子（PEDF）等均有保护视网膜的功能〔24〕；其中，BDNF在视网膜缺血再灌注损伤中24 h达到高峰，起到保护视网膜节细胞的作用〔25〕。CNTF的保护机制则是通过激活STAT3信号通路减轻神经元的退行性变〔26〕及促进视网膜神经节细胞的存活〔27〕。PEDF的注射对视网膜神经节细胞的损伤有一定保护作用〔28〕。目前，神经生长因子虽已应用于临床，取得了较好的疗效，但仍需进一步研究其生物功能及作用机制。

抗炎症反应：重组人促红细胞生成素减少视网膜内炎性细胞的浸润，减少大鼠RIR损伤后视网膜细胞凋亡，保护视网膜结构〔29〕。人血红素氧合酶（HO-1）通过抑制NF-kb的表达〔30〕、阿片受体的激动剂通过抑制TNF-α的产生〔31〕，发挥在视网膜缺血再灌注早期对视网膜损伤的保护作用。

2.2 中医药

RIR损伤有多种因素参与，相互间可能存在协同或制约作用，而西药较多存在抗原性、选择性、半衰期短等缺点，推广应用不全面。中药制剂具有改善微循环，降低血液粘滞度，提高机体抗氧化能力等多方面的药理作用，且副作用少，因此中医药是RIR损伤防治的一个重要方向。通瘀开窍中药〔32〕及灯盏细辛注射液〔33〕均对高眼压后视神经节细胞有保护作用。丹参注射液通过抑制细胞凋亡、抑制caspase-3的表达和活化〔34〕、清除自由基、减轻钙超载，起到对视网膜缺血再灌注损伤的保护与治疗作用〔35〕。复方丹参注射液球后注射对视网膜缺血再灌注损伤亦有一定的保护作用〔36〕。银杏叶提取物通过不启动凋亡基因c-jun，而发挥抗缺血再灌注损伤〔37〕。川芎嗪能阻断大鼠RIR 12 h后视网膜细胞DNA凋亡样断裂〔38〕。黄斑明目颗粒〔39〕通过诸药合用达到益气活血，健脾滋阴，补肾明目之中医所言功效，同时通过对抗视网膜缺血-再灌注损伤所介导的氧化反应、稳定生物膜、降低脂质过氧化物、提高SOD活性等，增强机体清除自由基和组织抗缺氧能力。

山茱萸环烯醚萜苷类成分莫诺苷，不仅具有预防糖尿病性血管病的作用，而且在H2O2损伤神经SY5Y细胞培养模型中研究知莫诺苷通过干预多种损伤机制，从而达到抑制细胞凋亡、增加神经营养，产生神经保护作用。以往仅对莫诺苷在脑缺血再灌注中的作用进行了研究，发现具有良好的神经保护作用，由于视神经是脑白质的延伸，脑和脊髓的损伤研究和治疗试验的结果，也可能适合于视神经损伤，因此进一步对莫诺苷在缺血再灌注视神经节细胞损伤中的研究，可能为临床治疗眼科相关疾病提供新的思路和依据。

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Research progress on mechanism of injury and treatment of retinal ganglion cells after ischemia-reperfusion

YAO Ning,HAO Jin,WANG Ting.Eye Hospital of China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100040,China

Retinal ischemia reperfusion（RIR）damage is developed on the basis of ischemic injury.After recanalization,ischemic eye disease caused by retinal vascular obstruction,leads to the occurrence of retinal ganglion cell apoptosis through a series of chain reaction.The way to reduce or prevent optic ganglion cells associated with ischemia-reperfusion injury and apoptosis,has significance in retinal ischemic disease control and prevention.

retina ischemia-reperfusion;mechanism of damage;ganglion cells

R774

A

1002-4379（2016）02-0137-03

10.13444/j.cnki.zgzyykzz.2016.02.020

1河南郑州博爱眼耳鼻喉医院，郑州450000 2中国中医科学院眼科医院

郝进，E-mail：305767201@qq.com