张玥

(成都中医药大学眼科学院，四川 成都)

0 引言

糖尿病视网膜病变( DR)是糖尿病的常见微血管并发症之一，是代谢紊乱、内分泌及血液系统损伤在视网膜上的表达。长期慢性高血糖刺激是DR的诱发因素，周细胞的选择性丢失被认为是DR的最早病理改变，并且被普遍认为是糖尿病性视网膜病变的起始机制[1-2]。

1 DR的病理改变

内皮细胞、基底膜、周细胞三者共同构成了视网膜毛细血管结构。DR 的基本病理特征如下：周细胞选择性的丢失；基底膜的增厚；微血管瘤的形成；内皮细胞的增生；新生血管的形成。

初始病理形态改变为周细胞选择性丢失，导致毛细血管壁形成球囊样空洞，内皮细胞进而过度增生，进一步发展为毛细血管阻塞、小出血和脂质沉积，最终的结局是完全丧失正常的视网膜微血管细胞结构合并毛细血管的无细胞化[3]。

2 周细胞

周细胞(PCs)即血管周围细胞，它是以细胞周围血管的特殊解剖结构而被命名的。广泛分布在全身微血管壁的结构细胞同内皮细胞一起构成了微血管与间质组织之间的屏障。近年来，相关研究表明，周细胞和微血管内皮细胞不仅在解剖位置上密切相关，而且还可以与内皮细胞相互联系借由细胞和旁分泌信号通路，其作用广泛体现在调节微循环灌注流量和微血管通透性，血管再生和伤口愈合，微血管张力等的把控上[4]。

2.1 周细胞对微血管的作用

周细胞的重要作用一方面体现在调节微血管生理上，另一方面则是调控病理性血管形成。在微血管系统中，周细胞和毛细血管内皮细胞包绕于相同的基底膜内，二者进行持续且密切的细胞联络，并一同调节血管形成、病理性血管形成、血管渗漏、肿瘤形成等等进程[5]。在毛细血管形成的早期，周细胞聚集可以调控新生毛细血管的发生进展。而在晚期血管生成中，周细胞却抑制内皮细胞增殖，促进内皮细胞分化，并促进血管成熟[6]。

2.2 周细胞作用的相关信号通路学说

2.2.1 氧化应激

线粒体呼吸链为机体供应了充足的体内活性氧(ROS)，高糖所致的代谢紊乱可诱导线粒体电子运输链产生过多的ROS，ROS的大量堆积会对机体微循环产生持续性的损害。活性氧过剩导致视网膜代谢异常，而这些代谢异常又源源不断地产生活性氧，由此形成恶性循环，最终结局是处于长期持续高活性氧坏境下的线粒体DNA损伤，细胞死亡[7]。

2.2.2 多元醇通路激活

正常血糖浓度下，糖酵解是葡萄糖的主要分解途径，醛糖还原酶是多元醇通路的限速酶，与葡萄糖亲和力较低，正常情况下此通路代谢本是极低。但当血糖长期持续不断升高，醛糖还原酶进而活性增强，多元醇通路活跃，致使大量葡萄糖经该途径代谢[8]。Miwa K等[9]研究证实，多元醇途径激活可以降低细胞内抗氧化剂谷胱甘肽，其通过消耗NADPH来实现。抗氧化剂谷胱甘肽的减少合并生成附加的氧化剂共同加剧了氧化应激进程，并且已知氧化应激也是DR的重要机制。

相关研究表明，血糖升高同样也会促使蛋白激酶C(PKC)活化和终末糖基化产物(AEGs)堆积，激活细胞内相关信号转导进程，诱发细胞内氧化应激，促使炎症和血栓出现，同时导致周细胞凋亡。

2.2.3 硫氧还蛋白相互作用蛋白(TXNIP)的表达

TXNIP通过抑制硫氧还蛋白(TRX)的表达来实现调控氧化应激、诱导细胞凋亡、拮抗细胞增殖等等目的[10]。Devi T S等[11]研究将实验性大鼠视网膜周细胞不同置于葡萄糖浓度下，并给予抗氧化剂N-乙酰基半胱氨酸及TXNIP抑制剂Azas对照，结果表明：处于高糖环境下的视网膜周细胞TXNIP表达大幅增加，内在机制可能为氧化应激的降低和DNA损伤、增加线粒体功能和DNA损伤修复有关。张敏等[12]的最新研究采用高糖诱导体外培养的小鼠视网膜Müller细胞，通过RNA干扰降低TXNIP的表达，免疫荧光、Westernblot和Real-time PCR检测自噬相关蛋白及丝氨酸/苏氨酸激酶/雷帕霉素靶蛋白(AKT/m TOR)的表达。结果显示高糖诱导的Müller细胞中 TXNIP表达显著增加；而 TXNIP 敲降的Müller细胞中自噬相关特征性蛋白(LC3Ⅱ、P62)的表达则显著降低。表明TXNIP在高糖诱导的小鼠Müller细胞中可能通过Akt/mTOR信号通路抑制自噬活性，并引起细胞凋亡，再次提示TXNIP与在DR发展中的特殊作用，为DR的治疗提供又一新角度。

2.2.4 STAT1 信号通路调控的 Bim 蛋白表达

Bim 蛋白属于 Bcl-2 家族促凋亡蛋白，由转录激活因子1(STAT1)调控其表达。ES Shin等[13]实验通过测量不同葡萄糖浓度培养下的视网膜周细胞中的STAT1总量，结果高糖条件下培养的视网膜周细胞中STAT1磷酸化水平显著提高，实验表明视网膜PCs暴露于高糖环境下导致Bim表达和氧化应激增加，STAT1的激活是调节PCs功能的重要途径。因此着眼于Bim的表达或调控可能提供一个更行之有效的DR治疗方法。

2.2.5 促凋亡转录因子

促凋亡转录因子(FoxO1)是叉形头转录因子的O亚型，目前已发现FoxO1、FoxO3a、FoxO4、FoxO6等4个FoxO亚族成员[14]。Mani A等[15]通过体外实验证实，使用肿瘤坏死因子-a或羟甲基赖氨酸刺激视网膜PCs中的促凋亡转录因子FoxO1，能使DNA结合活性显著增加，PCs活性却明显降低，我们因此大胆设想能否利用siRNA干扰操作，抑制FoxO1表达，从而达到抑制或减缓PCs凋亡的目的。

2.2.6 嘌呤受体P2X7

P2X7作为一种细胞凋亡受体，可以在低浓度ATP和其他激动剂的刺激下触发选择性阳离子通道的开放，从而实现钾，钠，钙和其他阳离子通过膜流动，同时显示出对二价阳离子相对较强的选择性。在低二价阳离子上长时间刺激其在通道中形成裂孔，这可以使得大的有机分子顺利通过，从而导致细胞凋亡[16]。左炜等[17]实验采用P2X7激动剂BzATP和拮抗剂OxATP测定体外培育的正常视网膜周细胞和糖尿病大鼠视网膜周细胞的不同存活比率。实验结果表明P2X7受体激动可诱导周细胞凋亡，且与浓度成正比，而拮抗剂OxATP却可以显著降低BzATP对视网膜周细胞的毒理作用，提升细胞生存率。基本证实P2X7受体活性对视网膜周细胞凋亡有相当的调节效果。但实验仅证明P2X7在体外培养周细胞凋亡的作用及其调控机制，在人体内调控过程和体外是否有一致性，还需进一步探究。

2.2.7 硒蛋白S1(SEPS1)

SEPS1属于硒蛋白，广泛分布于内质网及细胞膜上，参与各种器官和细胞的生物作用[18]。SEPS1可参与降低内质网应激、拮抗氧化应激、调控炎症和糖脂代谢等等进程[19]。王广玲等[20]实验采用体外分离糖尿病大鼠视网膜外周细胞和内皮细胞，采用慢病毒转染技术在上述内皮细胞和内皮细胞中成功过表达SEPS1，以此检测细胞的增殖率和侵袭性，并检测细胞中SEPS1、P-Akt和VEGF的表达水平。结果表现为糖尿病大鼠视网膜内皮细胞和外周细胞中SEPS1基因和蛋白水平均低于正常大鼠。结果初步表明，SEPS1在糖尿病视网膜病变大鼠中较低表达，而后进一步实验增加SEPS1表达后发现竟能大幅下调糖尿病性视网膜病变大鼠内皮细胞和周细胞增殖性，实验充分说明SEPS1在周细胞和内皮细胞间低表达与DR的发生发展有相当密切的内在联系，其机制可能是VEGF/PI3K/Akt通路的激活。

3 小结与展望

综上所述，视网膜周细胞凋亡与氧化应激、多元醇通路激活、相关信号通路如细胞因子、受体、基因等都有一定关联，借此来研究DR 的早期防治，从不同角度与靶点为研制治疗DR新药提供了新颖且广阔的思路与空间。但目前大多数研究仍局限于体外实验，人体内调控机制是否一致尚未确定，直接支持的证据暂不充分，具体作用机制仍不确切，且实验样本数量比较小，缺乏可信性和一致性。所以仍需研究者们进一步实验不断探究，以期打开新药研制光明的前景，为DR患者早日带来曙光！