李金霖，王群，党光福

1 山东中医药大学眼科与视光医学院，济南250011；2 济南市第四人民医院眼科；3 山东第一医科大学第一附属医院眼科

剥脱综合征（XFS）是一种以眼部表现为临床特征的全身性细胞外基质疾病，主要表现为纤维性物质在多个器官沉积。除眼睛外，皮肤、血管、胆囊、肺、肾脏、心脏和脑膜亦发现剥脱物质（XFM）的存在［1］。XFS 会引起多种眼内并发症，如剥脱性青光眼（XFG）、白内障、色素播散性青光眼、晶状体半脱位、虹膜后粘连，血—房水屏障功能障碍和角膜内皮失代偿等［2］。XFS 患者初期常无明显症状，多因XFG 发作或白内障就诊而被发现［3］，从而造成不可逆的视功能损失，因此XFS 的早期诊断及筛查有重要意义。由于XFS 的发病机制不明确，其诊断和治疗也面临极大挑战。目前大量研究表明，XFS 受遗传因素影响，多个基因（LOXLI、CNTNAP2、CLU、ApoE等）与其发病有关，但上述基因在不同国家、人种人群中存在较高的差异性［4］。有研究证明，表观遗传修饰变异与白内障、青光眼和眼表疾病有关［5］，同样参与了XFS 的发病［6］。现就表观遗传修饰在XFS 发病及治疗中的作用相关研究综述如下，为疾病早期干预及早期治疗提供更全面的理论依据。

1 DNA甲基化

DNA 甲基化是重要的表观遗传修饰方式，通过DNA 甲基转移酶（DNMTS）的催化将甲基从S-腺苷甲硫氨酸转移到DNA 分子上，从而抑制转录；同时甲基化的DNA 通过吸引DNA 甲基化结合蛋白，抑制基因表达［7］。

1.1 DNA 甲基化在XFS 发病中的作用 哺乳动物染色体内胞嘧啶（C）和鸟嘧啶（G）相连的CpG 二核苷酸是最常见的甲基化位点，呈簇排列的CpG 二核苷酸形成CpG 岛，常位于基因启动子的核心序列及转录起始位点，人类基因组中约60%的启动子区含有 CpG 岛［8］。正常情况下人体内 CpG 岛始终处于未甲基化状态，维持转录活性结构及基因正常表达。CpG 岛异常高甲基化将会使基因沉默，导致疾病的发生［9］。多种族全基因组关联性分析证实，CpG 岛甲基化水平与青光眼发病相关［10］。DNA 甲基化研究结果显示，LOXL1 是与XFS 发病关系最密切的基因之一。LOXL1 内含子内鉴定出SNPrs11638944，并观察到携带该风险基因位点序列的细胞中LOXL1 mRNA 表达呈总体下降趋势，提示转录活性降低，这种改变可能与转录因子结合力的下调、LOXL1 pre-mRNA 的差异剪接的增多及无义介导的mRNA 衰变有关。学者们进一步研究证实，变异的无义介导的mRNA 的衰变参与LOXL1 的表达调控［11］，并可能与XFS 的发病相关。我国学者收集了维吾尔族XFS患者及单纯年龄相关白内障患者白内障手术中获取的新鲜晶状体前囊膜样本，发现XFS患者晶状体前囊上皮细胞中的LOXL1 基因启动子区域内 CpG 岛呈高度甲基化状态［6］，由此推测LOXL1 mRNA 和蛋白低表达表明DNA 甲基化可能在沉默LOXL1 基因中发挥作用，并可能参与XFS 的发病。已有多个研究证实，DNA 甲基化水平改变参与调节肾、肝、肺组织异常纤维化的病理过程［12-13］。而XFM 作为眼部的异常纤维化沉积物，DNA 甲基化也可能参与其形成，从而在XFS 发病中发挥重要作用。

1.2 DNA 甲基化在XFS 治疗中的应用 DNA 甲基化水平改变导致眼组织异常纤维化主要与转化生长因子 β（TGF-β）信号通路异常相关。TGF-β1参与XFS 中发现的剥脱物质中蛋白质的形成，其表达升高可能会扰乱基质金属蛋白酶及其组织抑制剂之间的平衡，导致细胞外基质原纤维堆积，参与XFM 形成，并影响房水外流，同时也可导致筛板区域僵硬，使得视神经更容易在高眼压的作用下受到损伤［14-15］。有学者将低氧环境处理体外培养的小梁网与青光眼患者小梁网、健康人群的小梁网对比，发现前两者全基因组DNA 甲基化、TGF-β1表达水平增高，抗纤维化相关因子表达下降，青光眼患者小梁网样本中的TGF-β及血小板反应蛋白也存在异常甲基化修饰，经DNMTS抑制剂处理后TGF-β信号通路的活性呈现激活状态［16］。以上均提示DNA 甲基化可能通过多种方式参与XFS 的病理过程。而DNA 甲基化是可逆的过程，已有研究正式，利用DNA 甲基化修饰的可逆性，可治疗肾脏及肺的异常纤维化疾病［17］，并有望为XFS的治疗方案提供新的思路。

2 非编码RNA

2.1 长链非编码RNA（lncRNA） 表观遗传中lncRNA 是人类基因组的重要表观遗传调控因子，其转录物具有极少的蛋白质编码能力或没有蛋白质编码能力［18］。

2.1.1 lncRNA 在 XFS 发病中的作用 lncRNA 的失调已证实与阿尔茨海默病、帕金森病、恶性肿瘤和青光眼相关，因此，针对同属于年龄相关疾病的XFS，lncRNA 检测可能有助于了解其病理机制［19-20］。为了明确参与调控LOXL1 表达lncRNA 的失调在XFS 发病中的作用，WU 等［21］对不同国家人群（南非、美国、德国及日本）XFS 患者的整个LOXL1 基因座进行深度测序，发现与XFS 关联的峰值基因组区域与 LOXL1 反义 RNA 1（LOXL1-AS1）的上游紧邻，与剥脱物质形成相关的风险等位基因参与调控该区域的启动子；在XFS患者的离体晶状体上皮细胞中，此lncRNA的表达对氧化应激的反应降低，但在离体Schlemm 管细胞中，其对循环机械力的反应升高，支持LOXL1-AS1 lncRNA 可能参与细胞应激反应和XFS发病的结论。

2.1.2 lncRNA 在XFS 治疗中的应用 国外有研究对恶性肿瘤患者细胞lncRNA 表达进行分析，发现lnRNA 可能具有细胞类型或组织类型的特异性表达［22］，并在恶性肿瘤治疗研究中成为新兴热点。因恶性肿瘤与XFS均属于细胞外基质异常的年龄相关性疾病，特异性lnRNA 可能也将为XFS 治疗提供新靶点，并可能作为早期筛查XFS的有效有段，但目前针对XFS的lncRNA检测研究尚处于空白。

2.2 微小RNA（miRNA） miRNA 是另一组表观遗传调控因子，是一类长度为22个核苷酸的小型非编码RNA，翻译后的miRNA 可参与调节与生长发育、细胞分化及疾病发生、发展有关基因的表达。

2.2.1 miRNA 在XFS 发病中的作用 单个miRNA可同时参与多个基因的调控，多个miRNA 亦可以调控一个基因。GONZALEZ 等［23］研究显示，小梁网中的miRNA 参与细胞收缩和细胞外基质的代谢及累积，推断 miRNA 与 XFM 的形成相关，并参与 XFS 的发病。有学者在前房水中观察到异常表达的miRNA，推断其表达水平可能与房水循环异常疾病相关，进一步分析POAG 和XFG 患者房水中的miRNA，发现其存在普遍的表达差异现象，XFG、POAG 与正常对照组之间分别存在5 个及3 个差异表达 miRNA，POAG 与 XFG 之间仅存在 1 个差异表达miRNA，推测这些miRNA 可能参与XFG 等青光眼发病过程［24］。LUNA 等［25］研究显示，XFS 房水中TGF-β 与miR-29 之间相互作用，参与小梁网状细胞中细胞外基质合成，miR-29 家族中的miR-29b 可负调控小梁网状细胞中细胞外基质蛋白表达，尤其在慢性氧化应激环境下，miR-29b 表达下调可能会导致这些基因的过度表达，提示其可能与XFS 的发病相关。进一步体外培养并观察人眼小梁网状细胞，发现其TGF-β1与miR-29的表达没有明显相关性，但TGF-β2可使 miR-29a、miR-29b 和 miR-29c 的表达下调，这种变化可能也有助于诱导细胞外基质蛋白的形成与沉积，进一步证实miRNA 与XFS 的发病有关；同时研究发现，miR-29b 可显著下调 TGF-β1表达［26］，说明 miR-29 家族在控制受 TGF-β 表达调节的房水循环代谢中起到一定作用。

2.2.2 miRNA 在XFS 治疗中的应用 一项针对XFS、XFG、POAG的研究发现，rs1057035 SNP与XFS风险降低有关，rs55671916 SNP 与XFG 风险增加有关，对miRNA 靶基因的进一步研究可能会阐明有关XFS 和 XFG 遗传方面的更多信息［27］。HINDLE 等［28］对黄种人和白种人青光眼、XFS 患者的血浆和房水miRNA 水平进行测定，发现与正常对照组相比，XFS 及 POAG 病例中存在高达 20 种的 iRNA 的高表达，其中miR-637、miR-1306-5p、miR-3159 表达差异明显，可能有望作为早期诊断XFS 和XFG 的标志物，并可能通过干预其表达治疗XFS及XFG。

3 组蛋白修饰

组蛋白存在于所有真核细胞核内的染色质中，是一种基本结构蛋白。组蛋白修饰主要包括乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等，参与基因表达调控。其中，乙酰化参与调控DNA 结构，是组蛋白最重要的修饰方式。组蛋白乙酰基转移酶参与组蛋白的酰基化激活染色质转录，组蛋白去乙酰基化酶（HDAC）则参与组蛋白的去酰基化抑制染色质转录，两者共同维持组蛋白乙酰化的动态平衡。

3.1 组蛋白修饰在XFS 发病中的作用 与正常眼的小梁网对比，青光眼患者的组蛋白乙酰化水平呈增高状态，体外培养的正常小梁网在使用HDAC 抑制剂处理后，亦观察到TGF-β2启动子乙酰化水平增高，蛋白呈高表达；动物实验研究对牛眼进行体外培养，同样使用HDAC 抑制剂处理，出现了类似改变，并观察到细胞外基质异常积累及眼压升高［29］。

3.2 组蛋白修饰在XFS 治疗中的应用 组蛋白乙酰化水平增高将上调TGF-β2的表达，可能与XFM 的形成及XFS的发病相关。改变组蛋白乙酰化水平可能将起到抑制XFS 发病及治疗XFG 的作用。研究表明，下调组蛋白乙酰化水平可抑制视神经节细胞凋亡，用于治疗如青光眼等神经节细胞相关疾病［30］，同样有望治疗XFG。

4 表观遗传代谢组

4.1 表观遗传代谢组在XFS 发病中的作用 表观遗传相关代谢物水平改变参与疾病的发生进展，因此，表观遗传代谢组与疾病的发生密切相关。目前在眼科领域，代谢组学已经应用到葡萄膜炎的特异性生物标志物筛选［31］，以及视网膜脱离、糖尿病性视网膜病变等相关研究［32-34］，并可能将在未来用于XFS及XFG的早期诊断。

4.2 表观遗传代谢组在XFS 治疗中的应用 LE⁃RUEZ 等［35］对 16 例 XFS 与 18 例单纯白内障患者的血浆样本进行了针对性的代谢谱分析，以筛选XFS的特定代谢组学生物标志物，发现XFS 患者血浆中神经保护性精胺和亚精胺多胺水平均低于对照组，这可能是XFS 的代谢组学特征；神经保护性精胺和亚精胺多胺检查能否作为XFS 筛查的手段，及提高患者血浆中该物质水平能否治疗XFS，仍需要进一步的研究。

表观遗传学有别于传统基因学，其将环境因素与基因作用相联系，可以更好地帮助研究者全面了解疾病发生发展的过程与机制。近年来，表观遗传修饰在恶性肿瘤、糖尿病等多种年龄相关疾病的病理机制及治疗中取得突破性的研究进展，生物标志物及代谢组学在眼科疾病研究中亦逐渐受到重视。上述研究表明，表观遗传修饰参与XFS 及XFG 复杂的发病机制，DNA甲基化在XFM 的形成中发挥重要作用，DNA 去甲基化将有望治疗XFS。新型生物学标志物检测及表观遗传代谢组学分析具有无创性、特异性优点，为XFS、XFG 的早期诊断与筛查提供可能，也为药物研发开拓了新思路，但相关研究类型单一、研究广度与深度不足，对表观遗传修饰与XFS发病的相关认识大多停留在理论水平，仍需更精确的动物实验及临床试验研究来验证。