刘晓清，谭涵宇，项宇，陈梅,2，吴权龙，彭清华

增殖性玻璃体视网膜病变(proliferative vitreoretinopathy，PVR)是1983 年由美国视网膜专家协会提出用来描述孔源性视网膜脱离(rhegmatogenous retinal detachment，RRD)等疾病后在玻璃体和/或视网膜前后面特异细胞增殖形成可以收缩的细胞性膜，进而引起视网膜牵拉、脱离与固定的一种病变，是一种常见的难治性致盲性眼病[1]。据报道，5%～10%的RRD 可继发PVR，而在复发性视网膜脱离(retinal detachment，RD)中，PVR 的发生率增至75%。在严重眼外伤引起RD 的情况中，如果眼球穿透，发生率可高达50%[2]。目前大量的研究证明PVR 是一种由多种细胞成分、玻璃体、细胞外基质以及大量自分泌或旁分泌的细胞因子的混合作用构成的复杂病理反应，并且是以细胞介导为主的病理过程[3-4]。细胞增殖、炎症反应和疤痕形成是PVR 发生、发展的关键。其形成由血-视网膜屏障的破坏、细胞的趋化和迁移、细胞增生、细胞外基质形成和膜的纤维性收缩形成褶皱五个方面组成[5]。目前PVR 的治疗方式仍是以手术为主，但手术只能去除病变的增生组织，不能预防和阻止细胞增生和发展。药物治疗包括抗代谢药物、糖皮质激素、抑制纤维素生成药物等。新的药物治疗进展有基因治疗、免疫抑制剂、磷酸化糖蛋白等。但目前治疗PVR 的药物只是在实验中取得了较好的疗效，已投入到临床应用的较少，且效果并不明显[6-7]。因此，PVR 的发病机制研究对PVR 的防治有着重要的意义。最近研究中发现有关多种因子发挥生物效应的丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）信号通路在眼底疾病发生发展过程中有着调控作用[8]。通过对MAPK 信号通路在PVR 机制中的探索，有助于更深入了解PVR 的发病形成和发展规律。为防治PVR 提供新的思路和方案。

1 MAPK 信号通路概述

MAPK 是在20 世纪80 年代中期Sturgill 等在对酵母菌进行遗传学时发现的，其最初被命名为MAP2K、RSKK、ERTK、ERK 等，后来培养细胞在受到生长因子等丝裂原刺激时被激活而被鉴定，故命名为MAPK[9]。MAPK 是一组能被不同的细胞外刺激，如细胞因子、神经递质、激素、细胞应激及细胞黏附等激活的丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶。MAPK 存在于所有生物体内的大多数细胞，是真核细胞生物重要的信号传导通路。MAPK 通路的基本组成是一种从酵母到人类都保守的三级激酶模式，包括MAPK 激酶激酶(MAP kinase kinase kinase，MKKK)、MAPK 激 酶 (MAP kinase kinase，MKK) 和MAPK，这3 种激酶能依次激活，可将细胞表面信号刺激传导至细胞及其核内，共同参与了细胞的增殖与分化，介导炎症、凋亡等多种生理与病理的过程，对各种应激源诱导的信号进行转导，在多种细胞活动的调控中起到了重要的作用[10]。目前己经查明的MAPK 家族成员共有14 个，分属于细胞外信号调控蛋白激酶 (extracellular signal-regulated kinases，ERK)，c-Jun 氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinases，JNK)/应激激活蛋白激酶(stress activated protein kinases，SAPK)，P38MAPK 以及细胞外信号调节激酶5（extracellular signal regulated kinase，ERK5）/大丝裂素活化蛋白激酶1 (big mitogen-activated protein kinase 1，BMK1)4 条途径[9]。

2 MAPK 信号通路与PVR 的相关性

2.1 ERK 信号通路与PVR

ERK 是MAPK 信号通路中最早发现、最经典的一条通路,也称为Ras-Raf-MEK-ERK 信号通路。ERK 是一个多功能的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，通过磷酸化多种底物蛋白来调节细胞多种生理过程，如细胞的生长、分裂、增殖、凋亡等。在结构及生物学信息的推动下，ERK 已成为目前小分子药物所研发关注的热点。其中ERK 的抑制剂的研究也是当下热点，分为ATP 和非ATP 竞争性ERK 抑制剂，抑制剂的研发使药物对靶点及网络的特异性调节更有利[11]。ERK 包括了ERK1-8，研究最多的为ERK1 和ERK2，分子量分别为44 kDa 和42 kDa，两者具有83%的同源性，统称为ERK1/2[12-13]。

PVR 的特征在于视网膜色素上皮细胞（Retinal Pigment Epithelium，RPE）的上皮细胞间质转化（Epithelial-Mesenchymal Transition，EMT）和纤维膜的连续形成，导致视网膜再次粘连，造成严重的视力损害。转化生长因子β（transforming growth factor beta，TGF-β）在这一过程中起着重要的作用，在PVR 中TGF-β1的上调伴有上皮-间质转化[14]。研究发现Jagged/Notch 信号通路在人RPE 细胞中TGF-02052 诱导的EMT 中起关键作用，并且可能促进PVR 发展[15]。陈小云等[16]经实验证明ERK1/2 信号通过与RPE 细胞中TGFβ/Smad 和Jagged/Notch 信号通路的交叉相互作用介导上皮-间质转化，ERK1/2 抑制剂可能对PVR 等纤维化疾病的预防和治疗具有治疗价值。Zhao 和Torcaso 等[17]发现ERK/AKT 磷酸化通过aoctamin 6 缺陷参与细胞增殖的调节，其通过调节ERK/AKT信号传导途径在C2C12 成肌细胞增殖中具有关键作用。此外，Chong 和Zheng[18]的研究表明，青蒿素可以通过激活ERK/环磷酸腺苷反应元件结合蛋白信号通路来保护人RPE 细胞免受过氧化氢诱导的氧化损伤。Chen and Ni[19]等实验表明转化生长因子β 活化激酶-1 的抑制剂能够抑制TGF-β 介导的上皮-间质转化从而减弱RPE 细胞的增殖，可能与ERK/AKT 信号通路相关。这些报道提示ERK 信号通路参与了PVR 的病理过程。

2.2 JNK 信号通路与PVR

JNK 是MAPK 家族重要成员之一，可以调控细胞内外不同的应激反应，也被称为应激激活蛋白激酶。JNK 蛋白激酶有3 个基因编码，分别Jnk 1、Jnk 2、Jnk 3。Jnk 1 和Jnk 2 基因在全身广泛表达，而Jnk 3 呈限制性表达，仅见于脑、心脏和睾丸[20-21]。在未受刺激的细胞中，JNK 主要存在于胞质内，但核内也有一定分布。在受到刺激后，JNK 迅速而显著地聚积于核内，并导致相应基因表达改变。JNK 信号通路能被多种细胞外刺激因素如生长因子、细胞因子、应激等所激活，从而广泛参与凋亡、增值、代谢、运输及DNA 损伤修复等细胞生命过程，其功能的失调与神经退行性疾病、I 型糖尿病、肿瘤、慢性乙型肝炎等多种疾病的发生发展密切相关[22]。大量的实验研究也表明JNK 信号通路在多种疾病的生成和进展中发挥十分重要的作用，JNK 信号通路也可以成为正常与疾病两种状态下细胞内的一个关键调节靶点[23-25]。

目前发现，Jnk 1 与氧化应激、炎症反应、巨噬细胞凋亡、年龄相关性黄斑变性（AMD）中脉络膜血管内皮生长因子的增生有着紧密的关系[26]。JNK 信号通路能够介导脂多糖引起的IL-6，IL-8，MCP-1 等促炎因子表达，进而导致RPE 凋亡，而重氮氨苯脒乙酰甘氨酸盐则可以下调JNK 通路的活化[27]。南娜等[28]采用银杏叶提取物对高糖诱导的人视网膜色素上皮细胞ARPE-19 细胞凋亡实验，发现银杏叶提取物能够抑制JNK 进入细胞核，降低Bax 和Caspase-3 的表达，升高Bcl-2表达，降低细胞凋亡受体Fas 和Fas L 的表达，从而抑制细胞凋亡起保护视网膜色素上皮细胞的作用。

血小板源性生长因子（Platelet Derived Growth Factor，PDGF）在PVR 中作为RPE 和视网膜神经胶质细胞的趋化剂和促分裂原具有关键作用。有实验研究通过四甲基偶氮唑盐法测定和免疫沉淀分析所显示的，PDGF 诱导Müller 细胞增殖并增加PDGF 受体（PDGFR）的磷酸化，这2 种效应均被JNJ（PDGFR 选择性酪氨酸激酶抑制剂）阻断。PDGF 也刺激了c-JNK 和Akt 的磷酸化。分别用SP600125 和LY294002，c-JNK 和Akt 磷酸化抑制剂预处理，PDGF 诱导 的Müller 细胞增殖显著降低。该实验表明，PDGF 刺激的Müller 细胞增殖通过激活c-JNK 和PI3K/Akt 信号通路发生[29]。

2.3 p38MAPK 信号通路与PVR

p38 MAPK 是1993 年由Brewster 等人在研究高渗环境对真菌的影响时发现的。p38MAPK 是由360 个氨基酸组成的相对分子质量为38×103 的蛋白。p38MAPK 有4 个异构体，分别是p38α、p38β、p38γ、p38δ[30]。p38MAPK 信号通路可以在紫外照射、热击、高渗透压、炎症因子等细胞外刺激使激活，调控细胞分化、周期、炎症反应等多种生理过程[31-32]。p38MAPK 参与调控细胞生长过程中，由于刺激物的不同，p38MAPK 表现为正性和负性双重作用，既可促进细胞凋亡，也可促进细胞增生及分化[33]。

郑燕林等[34]运用凝血酶刺激hRPE 细胞生成hRPE 细胞增生模型检验发现p38MAPK 荧光表达显著升高，而水蛭提取液抑制hRPE 细胞增生组中却发现p38MAPK 荧光表达显著降低，提示水蛭提取液能抑制PVR 中hRPE 细胞的增生,其机制与p38 MAPK 介导的信号转导通路有关。在PVR 发生过程中，VEGF 是重要的相关细胞因子之一，也是目前研究的最多的因子之一。李永浩等[35]实验研究发现p38MAPK 抑制剂SB203580 能够抑制视网膜上caspase-3 和VEGF 的表达，从而能够减轻糖尿病早期血视网膜屏障的破坏和视网膜节细胞的调亡,提示p38MAPK 信号通路在糖尿病早期对DR 的发展起着一定的作用。多效因子（pleiotrophin，PTN)在PVR 增殖膜上有高度的表达，PTN 参与人TGF-β1 诱导的EMT 过程。实验研究表明敲除PTN 可以使ARPE-19 细胞中TGF-β1诱导的EMT 作用减弱，从而抑制PVR 的进展，这些作用可能是通过p38MAPK 信号通路介导的[36]。

Müller 细胞是哺乳动物视网膜中主要的神经胶质细胞之一，在维持内环境稳态和神经元结构完整性、稳定性及信号转导等方面具有重要作用[37]。刘秀芬等[38]研究显示p38MAPK通路通过调控IL-6 启动子基因-651bp 之内的顺式作用元件参与IL-1β 引起视网膜Müller 细胞IL-6 的升高，证实IL-1β主要通过p38MAPK/NF-kB 通路激活视网膜Müller 细胞IL-6启动子活性，从而调控视网膜Müller 细胞IL-6 的产生。

2.4 ERK5/BMK1 信号通路与PVR

ERK5 是一条非典型的MAPK 通路，Lee 等通过PCR 扫描人类胎盘的cDNA 文库后分离出一种新的MAPK 信号通道分子，因其独特的大分子结构，被称为大MAPK 通路（Big MAPK/BMK1)[39]。ERK5 分子量较大，为115 kD，它是由816个氨基酸构成的120 kU 蛋白，长度几乎是其他MAPK 家族成员的2 倍，与ERK1 和ERK2 有50%的相似性[40]。ERK5 可以被各种刺激因素激活，如有丝分裂原、细胞应激(例如氧化作用和渗压震扰)、生长因子（表皮生长因子、神经生长因子和纤维生长因子等）等。它正常位于胞浆，当激活后转位至胞核，才可以调节转录因子活性，产生调控细胞生长、发育、分裂及细胞间功能的同步性等多种生理功能[41]。研究者发现ERK5在生理学上它能使细胞生存、增殖、变异，在病理学上具有致癌作用，同时可以诱导心肌细胞肥大、动脉硬化[42]。也有实验发现ERKS 与RCC 的逆行神经营养信号传导有关[43]。

由于它是较晚发现的一条通路，目前相关它的研究甚少，对于PVR 在视网膜增殖膜形成过程中ERK5/BMK1 信号通路的作用机制国内外仍缺乏深入的研究，尚需进一步的探究。

3 展望

综上所述，MAPK 信号通路在PVR 发生发展过程中具有重要的调控作用，也是近几年研究PVR 发病机制的一个热点。随着更多的PVR 与MAPK 信号通路研究的进行，揭示疾病的发生机制，采取合理的信号转导阻断方法治疗疾病具有重要的价值。