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血小板源性生长因子及其受体在增生性玻璃体视网膜病变发病机制中的作用

2019-01-05刘永浩杨德峰

中国实验诊断学 2019年12期
关键词:胞外基质牵拉玻璃体

刘永浩,杨德峰,张 建,金 燕*

(1.吉林大学第二医院 眼科,吉林 长春130041;2.吉林大学第二医院 放射线科,吉林 长春130041)

增生性玻璃体视网膜病变(proliferative vitreoretinopathy,PVR )[1]是由于视网膜色素上皮(retinal pigment epithelial,RPE )细胞、神经胶质细胞、成纤维细胞以及炎性细胞异位游走至玻璃体腔或视网膜前后表面,并发生增生、转分化,合成胶原等细胞外基质成分,在玻璃体腔及视网膜内外表面形成可收缩的细胞性增殖膜,最终牵拉导致视网膜脱离,常发生于孔源性视网膜脱离和眼外伤,是一类常可导致盲目的严重眼病。虽然目前为止PVR发病机制并不完全明确,经过近年来的研究发现,PDGF及其受体是参与该病变的主要细胞因子之一,以其作为治疗靶点用来防治PVR的观念越来越受到关注,本文通过系统阐述PDGF及其受体在PVR发病机制中的作用,旨在积极寻找新的药物来抑制PVR的病变进展。

1 PVR的病理机制

PVR特征是脱离的视网膜和后玻璃体膜的增殖,这些膜的收缩导致了视网膜扭曲并使其分离,将孔源性视网膜脱离转化为牵拉性视网膜脱离,其经过主要包括以下几个步骤:①血-视网膜屏障破坏; ②RPE细胞和胶质细胞的迁移;③迁移细胞的增殖;④细胞膜收缩;⑤细胞外胶原生成;⑥视网膜形成固定皱褶[2]。PVR实质是机体对视网膜脱离损伤的修复过程,根据PVR病理其病程大致可划分为三个相互交错的阶段:炎症期、增生期及瘢痕期[3]。炎症期是以巨噬细胞趋化及浸润为主的慢性炎症阶段;增生期,由多种生长因子[4](血小板源性生长因子(PDGF)、转化生长因子β(TGF-β)、表皮生长因子(EGF)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)TNF-β、成纤维细胞生长因子(FGF)、碱性成纤维生长因子(bFGF)等)、白细胞介素(IL-1、IL-6、IL-8、IL-10等)、粘附分子及其它多种因素参与了RPE细胞和成纤维细胞迁移与增殖的调控;瘢痕期,增殖细胞产生大量胶原纤维等细胞外基质,视网膜表面的增生膜收缩形成固定皱褶,进一步引起牵拉性的视网膜脱离[1]。

2 PDGF及其受体在PVR发病机制中的作用

PDGF是一种促细胞生长和分裂的调节剂,它在血管生成中起着十分重要的作用,它不仅可由活化的血小板合成、储存并释放,还可被一系列细胞合成,包括RPE细胞、内皮细胞、活化的巨噬细胞及SM细胞。PDGF家族包括4个PDGF亚基(A,B,C,D),这些亚基组合成不同的PDGF类型,即PDGF-A,PDGF-B,PDGF-AB,PDGF-C和PDGF-D[5]。PDGF受体(PDGFR)有两个亚基(α和β)共同组成3种类型,即PDGFRαα,PDGFRββ和PDGFRαβ。

在PVR病变过程中,由于血-视网膜屏障的破坏,血浆中的PDGF释放至玻璃体腔及网膜下,刺激RPE细胞发生迁移和增生,在此过程中,部分RPE细胞在PDGF的刺激下发生转分化,即经历上皮—间质转化(epithelial to mesenchymal transition,EMT)过程[6],完全分化的上皮细胞通过改变表型,转变成能合成细胞外基质成分的成纤维细胞和肌成纤维细胞,后者对α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达增强[7],从而介导细胞外基质成分的收缩[8],最终增殖膜的收缩引起牵拉性的视网膜脱离。

Cassidy等[9]研究发现,在8名视网膜脱离合并PVR患者的玻璃体样本中,7人的玻璃体内检测到高浓度的PDGF,在10名视网膜脱离不合并PVR患者的玻璃体样本内并没有检测到PDGF,该实验提示PDGF可能参与了PVR的病变过程。经研究发现,无论在人体PVR患眼或实验性PVR模型眼的玻璃体内,PDGF的表达水平明显升高[10],且以PDGF-C为主要亚型[11],提示PDGF与PVR的病变过程具有很强的相关性。PDGF-C作为一种潜伏蛋白,需经历蛋白水解过程才能够被激活,研究发现,纤溶酶被认为是激活动物或人体PVR玻璃体切割液中PDGF-C的主要蛋白酶,因此抑制纤溶酶能阻断活性PDGF-C的生成[12]。PDGF-B通过与PDGFR-β结合,可诱导RPE细胞对α-SMA和I型胶原蛋白表达上调[13],PDGF-B通过激活ERK1/2、P38和Akt信号通路促进RPE细胞的增殖和迁移[14],这些发现均提示,PDGF可促进PVR的发生。

研究发现实验性PVR的发生主要依赖PDGFR的激活,阻断PDGF并不能阻断PVR的发生[15,16]。Zheng Y[17]等通过实验证实,不表达PDGFR的细胞发展为PVR的潜力低,当重建野生型PDGFR后,细胞可再次发展为PVR,因此,阻断PDGFR可有效阻断实验性PVR的发生。而且与PDGFRβ亚型相比,PDGFRα亚型在PVR患眼的视网膜前增殖膜中的表达水平及活性更高,提示PDGFRα与PVR的病变过程具有更强的相关性[18]。另外,PDGFRα的激活不仅可被PDGF直接激活,还可被一些非PDGF因子(如:FGF、EGF、胰岛素等)间接激活[19],PDGFRα被激活后可延长苏氨酸蛋白激酶的活性,同时降低P53的表达水平,这些途径均可促进细胞的存活、增生和收缩,进而诱导PVR的进展[20]。综上所述,这些研究提示PDGFR信号至少会通过增强RPE细胞的EMT过程从而促进PVR的病变进展。

3 展望

近年来,随着对PVR发病机制了解的深入,PVR的治疗不局限于手术,研发新的药物防治PVR逐渐受到研究者们的青睐。目前,实验室研发的可能用于防治PVR的药物有以下几大类:抗炎药;抗增殖药;抑制细胞迁移的药;抗生长因子/生长因子通路抑制剂。研究发现PDGF及其受体抑制剂,如达沙替尼,在体外试验中能抑制PRE细胞在EMT过程中迁移、增殖和收缩的能力,在动物体内试验中亦能抑制实验诱导的PVR患眼发生牵拉性视网膜脱离[21]。以PDGF/PDGFR信号为靶向的抑制剂可能成为抑制PVR进展的新的治疗方法,未来联合其他抗PVR药物来共同防治PVR的进展,为药物防治PVR提供新的手段。

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