視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞在年齡相關(guān)性黃斑變性中的作用研究進(jìn)展▲

李征亞

(中國人民解放軍南部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院眼科，廣東省廣州市 510010，電子郵箱：gdiwbomlmjl@163.com)

【提要】 年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)是60歲以上人群致盲的主要原因，屬于神經(jīng)退行性病變。目前已證實(shí)慢性炎癥與老年化是AMD發(fā)病的主要因素，可增加AMD的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)，促使病情進(jìn)展。視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞(RMG)是視網(wǎng)膜免疫系統(tǒng)的主要細(xì)胞，具有“雙刃劍”作用，可影響視網(wǎng)膜病變的發(fā)展和轉(zhuǎn)歸，近年來已成為眼科領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。本文就RMG在AMD中的異常免疫調(diào)節(jié)等作用進(jìn)行綜述。

年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration，AMD)是眼科常見的神經(jīng)退行性疾病，也是歐美等發(fā)達(dá)國家老年人群致盲的主要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)計(jì)到2020年，發(fā)達(dá)國家AMD發(fā)病人數(shù)將達(dá)300萬[1]，50歲以上人群眼病患病率中，AMD占3.5%[2]。我國流行病學(xué)調(diào)查顯示，AMD患病風(fēng)險(xiǎn)隨年齡增加而上升，部分經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的AMD患病率與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家相比無明顯差異[3]。當(dāng)前，AMD已成為世界公共衛(wèi)生組織重點(diǎn)關(guān)注的疾病。AMD發(fā)病過程主要是光感受器、視網(wǎng)膜色素上皮(retinal pigment epithelial，RPE)細(xì)胞及血液供應(yīng)改變，造成視神經(jīng)退行性萎縮，病情進(jìn)展至末期形成中心視力不可逆性喪失[4]。當(dāng)前AMD發(fā)病機(jī)制尚未明確，年齡、飲食、環(huán)境、遺傳以及種族等因素與發(fā)病過程密切相關(guān)[5]。免疫炎癥機(jī)制在AMD發(fā)病過程中占據(jù)著重要地位，其中視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞(retinal microglia，RMG)作為免疫系統(tǒng)中的重要組成部分，在AMD發(fā)生、發(fā)展中的作用受到臨床重點(diǎn)關(guān)注。本文就RMG在AMD中的異常免疫調(diào)節(jié)等作用進(jìn)行綜述，旨在為AMD的臨床診斷、治療提供依據(jù)。

1 RMG基本概述

視網(wǎng)膜主要由神經(jīng)元細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等細(xì)胞構(gòu)成，其中神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞被分為大膠質(zhì)細(xì)胞及小膠質(zhì)細(xì)胞[6]。RMG多來自中胚層，與視網(wǎng)膜內(nèi)游離的巨噬細(xì)胞相互作用，組成單核-巨噬細(xì)胞系統(tǒng)[7-8]。RMG主要有兩個(gè)形成途徑：(1)在視網(wǎng)膜血管尚未形成時(shí)(約為胚胎第10周)，阿米巴樣血液單核細(xì)胞及其前體通過睫狀體扁平部進(jìn)入視網(wǎng)膜邊緣組織，在吞噬胚胎發(fā)育期間，神經(jīng)元運(yùn)動(dòng)性喪失，血液單核細(xì)胞逐漸形成小膠質(zhì)細(xì)胞，該細(xì)胞具有分支狀特征，其表面標(biāo)記以白細(xì)胞分化抗原45、組織相容性復(fù)合物Ⅰ、組織相容性復(fù)合物Ⅱ?yàn)橹鱗9-10]；(2)在胚胎發(fā)育第14周，RMG前體細(xì)胞通過視神經(jīng)乳頭進(jìn)入視網(wǎng)膜，并于血管周圍組織形成小膠質(zhì)細(xì)胞[11]。聶祖慶等[12]探討視神經(jīng)夾持損傷模型大鼠視網(wǎng)膜和RMG的活化作用，發(fā)現(xiàn)正常大鼠RMG體積較小，呈分支狀，突觸細(xì)長，可見二級分支，而在視神經(jīng)夾持損傷后，RMG數(shù)量增加、活性增強(qiáng)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小鼠孕10 d時(shí)，視網(wǎng)膜形成并均勻分布諸多小膠質(zhì)細(xì)胞，小鼠出生后小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量不斷增加，并不斷向下延伸至深層血管網(wǎng)[13]。通常RMG分布在神經(jīng)纖維層、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層、視網(wǎng)膜內(nèi)叢狀層、視網(wǎng)膜外叢狀層等。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞生物學(xué)功能

2.1 小膠質(zhì)細(xì)胞生理功能

2.1.1 小膠質(zhì)細(xì)胞靜息狀態(tài)：處于靜息狀態(tài)下的小膠質(zhì)細(xì)胞主要呈分支狀，多分布在視網(wǎng)膜內(nèi)層，并與神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞相互構(gòu)成、相互聯(lián)系，在某些細(xì)胞因子持續(xù)低表達(dá)時(shí)，保持靜息免疫狀態(tài)與視網(wǎng)膜微環(huán)境改變相互聯(lián)系。

2.1.2 小膠質(zhì)細(xì)胞生理狀態(tài)：小膠質(zhì)細(xì)胞是由中胚層分泌產(chǎn)生，均勻分布于整個(gè)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，占全部膠質(zhì)細(xì)胞的1/5。在人體正常生理狀態(tài)下，小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)為對組織碎片進(jìn)行有效清除與代謝，不斷分泌與釋放可保護(hù)神經(jīng)元的保護(hù)因子，促使視網(wǎng)膜屏障及其功能形成，調(diào)節(jié)樹突可塑性，分泌補(bǔ)體。當(dāng)人體受到損傷或發(fā)生炎癥反應(yīng)時(shí)，RMG形態(tài)、增殖、免疫及遷移過程發(fā)生改變，而RMG具有兩種激活狀態(tài)，當(dāng)呈現(xiàn)M1型經(jīng)典激活狀態(tài)時(shí)，會(huì)不斷釋放促炎性因子，導(dǎo)致視神經(jīng)損傷；當(dāng)呈現(xiàn)M2型選擇型激活狀態(tài)時(shí)，可抑制炎癥細(xì)胞的釋放，促進(jìn)神經(jīng)營養(yǎng)因子的釋放，不斷修復(fù)受損組織，清除組織碎片，起到抗炎作用。

2.1.3 小膠質(zhì)細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用：小膠質(zhì)細(xì)胞被激活后，釋放腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素等炎癥因子，增強(qiáng)Toll樣受體活性，導(dǎo)致神經(jīng)退行性病變形成。其中Toll樣受體4、Toll樣受體2主要是促進(jìn)神經(jīng)炎癥反應(yīng)以及蛋白質(zhì)形成與聚集，以此形成神經(jīng)退行性改變。李姝等[14]發(fā)現(xiàn)，卒中后抑郁大鼠額葉、海馬、杏仁核的小膠質(zhì)細(xì)胞陽性數(shù)量均高于單純抑郁大鼠以及正常大鼠。尉杰忠等[15]報(bào)道，阿爾茨海默病小鼠腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞活化明顯，小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量增加，而通過促進(jìn)激活的小膠質(zhì)細(xì)胞由M1型向M2型轉(zhuǎn)化，抑制未激活的小膠質(zhì)細(xì)胞活化，減少小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量，可以糾正認(rèn)知障礙。

2.2 小膠質(zhì)細(xì)胞在視網(wǎng)膜中的調(diào)節(jié)功能 小膠質(zhì)細(xì)胞主要分布在多種哺乳動(dòng)物的神經(jīng)纖維層、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層等成熟視網(wǎng)膜內(nèi)。健康視網(wǎng)膜中，小膠質(zhì)細(xì)胞可調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜微環(huán)境，清除代謝產(chǎn)物以及組織碎片，減輕機(jī)體吞噬活性。劉謙等[16]發(fā)現(xiàn)，在小鼠凋亡實(shí)驗(yàn)中，小膠質(zhì)細(xì)胞活化后，感光細(xì)胞凋亡率增加30%；在加入趨化因子后，能增加小膠質(zhì)細(xì)胞活化，造成感光細(xì)胞凋亡，而加入β趨化因子抑制劑后，可阻斷小膠質(zhì)細(xì)胞活性，維持感光細(xì)胞的功能。胡至察等[17]發(fā)現(xiàn)，氧誘導(dǎo)視網(wǎng)膜病變模型小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量明顯增加，小膠質(zhì)細(xì)胞中半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶(cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase)-1、p20蛋白表達(dá)增加，通過采用Caspase-1抑制劑，可減少小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量。劉國丹等[18]研究分子氫對糖尿病患者RMG的保護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜患者的小膠質(zhì)細(xì)胞呈高水平表達(dá)，而分子氫作為一種信號分子，可調(diào)節(jié)炎癥信號通路，發(fā)揮抗炎作用，對RMG的炎癥損傷起到顯著的保護(hù)作用。

3 RMG在AMD中的作用

3.1 RMG與早中期AMD的關(guān)系 早中期AMD的主要特征為玻璃膜疣形成。玻璃膜疣屬于病理性細(xì)胞外沉積物，多分布在RPE基底膜及Bruch膜內(nèi)膠原層間，根據(jù)體積、形態(tài)其可分為硬性玻璃膜疣與軟性玻璃膜疣。早期AMD的玻璃膜疣主要為硬性特性，數(shù)量較少、大小中等，中期AMD普遍存在軟性玻璃膜疣[19]。而軟性玻璃膜疣極易發(fā)生地圖樣萎縮，并會(huì)形成脈絡(luò)膜新生血管。在玻璃膜疣形成和發(fā)展過程中，RMG占據(jù)著重要地位[20]。研究表明，趨化因子C-X3-3-C基元配體1(chemokine C-X3-C-motif ligand 1，CX3CL1)與C-X3-C基元受體1(chemokine-C-X3-C-motif receptor 1，CX3CR1)之間功能紊亂，會(huì)導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞功能失調(diào)[21]。正常生理狀態(tài)下，神經(jīng)元會(huì)持續(xù)釋放少量CX3CL1；但CX3CR1僅在小膠質(zhì)細(xì)胞呈唯一受體特異表達(dá)，因此CX3CR1屬于聯(lián)系小膠質(zhì)細(xì)胞與視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞的關(guān)鍵因子，并能維持視網(wǎng)膜局部微環(huán)境動(dòng)態(tài)性平衡[22]。CX3CR1可促使視網(wǎng)膜下腔玻璃膜疣聚集，呈增齡性改變趨勢，其原因可能為CX3CL1喪失，使RMG清除及趨化功能下降，導(dǎo)致大量玻璃膜疣在視網(wǎng)膜下不斷聚集。沙雪莉等[23]在碘酸鈉誘導(dǎo)的AMD小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，對碘酸鈉誘導(dǎo)的AMD小鼠采取玻璃體內(nèi)注射水溶性輔酶Q10可抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，減輕細(xì)胞反應(yīng)性活化，延緩視網(wǎng)膜感光細(xì)胞退化速度。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞活化促使玻璃膜疣的形成主要是由于脂褐素累積所造成[24]。脂褐素是細(xì)胞衰老過程中逐漸形成的物質(zhì)，呈棕黃色、多形顆粒狀，具備自發(fā)熒光特性。脂褐素不斷聚集細(xì)胞內(nèi)，會(huì)促使細(xì)胞凋亡、壞死，并于Bruch膜釋放大量的泡狀物質(zhì)及膜狀物，形成玻璃膜疣[6]。而玻璃膜疣的形成與年齡呈正相關(guān)性，隨著年齡的增加，玻璃膜疣形成數(shù)量不斷增加。老齡、氧化應(yīng)激反應(yīng)的加重會(huì)造成RPE細(xì)胞功能紊亂，降低其對感光細(xì)胞的吞噬能力；同時(shí)，脂褐素內(nèi)某些成分會(huì)促進(jìn)RMG活性，釋放大量細(xì)胞因子，引起機(jī)體炎癥反應(yīng)。此外，光照條件下感光細(xì)胞變性，釋放單核細(xì)胞趨化因子3，該趨化因子會(huì)促使RMG活化、遷移至視網(wǎng)膜外層，并吞噬變性的感光細(xì)胞，形成脂褐素，而過氧化磷脂會(huì)使脂褐素難以清除及消化[24]。許智涵等[25]探討RPE光氧化損傷時(shí)發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光會(huì)促使脂褐素釋放大量活性氧自由基，致視網(wǎng)膜光氧化損傷。因此，光感受器損傷在小膠質(zhì)細(xì)胞活化、脂褐素沉積過程中具有重要作用，其原因可能與機(jī)體促炎因子釋放、補(bǔ)體功能紊亂有關(guān)。

3.2 RMG與晚期AMD的關(guān)系

3.2.1 RMG與地圖樣萎縮：地圖樣萎縮是晚期AMD的常見類型，其形成原因是因光感受器損傷，導(dǎo)致RPE及脈絡(luò)膜毛細(xì)血管萎縮。地圖樣萎縮患者的RMG多分布在視網(wǎng)膜外層與視網(wǎng)膜下腔，呈氣球樣改變。視網(wǎng)膜內(nèi)層的小膠質(zhì)細(xì)胞向外層與下腔遷移的原因是因感光細(xì)胞損傷后，CX3CL1呈高表達(dá)水平，與小膠質(zhì)細(xì)胞表面受體CX3CR1相結(jié)合，促使其轉(zhuǎn)移[26]。王小婷等[27]在光損傷大鼠實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭邪l(fā)現(xiàn)，大鼠經(jīng)強(qiáng)光照射1 d后視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞變性，且隨著強(qiáng)光照射持續(xù)而逐漸加重，最終導(dǎo)致光感受器細(xì)胞凋亡，血-視網(wǎng)膜屏障功能被破壞；變性的光感受器不斷分泌趨化因子，促使小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)移至損傷區(qū)，誘發(fā)吞噬作用，產(chǎn)生高強(qiáng)度的組織炎癥反應(yīng)，推動(dòng)AMD病程進(jìn)展。Langmann等[28]發(fā)現(xiàn)，RMG導(dǎo)致地圖樣萎縮時(shí)，激活的小膠質(zhì)細(xì)胞可刺激RPE活性，進(jìn)而促使小膠質(zhì)細(xì)胞遷移并產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，繼而加重局部炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致早中期AMD向晚期進(jìn)展。

3.2.2 RMG與脈絡(luò)膜新生血管形成：視網(wǎng)膜下腔是免疫赦免區(qū)域，當(dāng)RMG遷移至視網(wǎng)膜外層并接觸RPE后，RPE會(huì)導(dǎo)致視周蛋白、緊密連接蛋白、RPE65表達(dá)下降，進(jìn)而損傷血-視網(wǎng)膜屏障，促使新生血管生長；同時(shí)小膠質(zhì)細(xì)胞高表達(dá)并釋放大量基質(zhì)金屬蛋白酶，促使血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，促使脈絡(luò)膜新生血管形成，這其中炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞活化、視網(wǎng)膜屏障功能損傷的初始環(huán)節(jié)[21]。但小膠質(zhì)細(xì)胞在脈絡(luò)膜新生血管形成中的作用機(jī)制、激活通路及信號活化靶點(diǎn)等仍需要進(jìn)一步探討。

4 總結(jié)與展望

RMG是視網(wǎng)膜內(nèi)的免疫細(xì)胞，RMG活化后，通過各類分子途徑，與感光細(xì)胞、RPE細(xì)胞等相關(guān)聯(lián)，影響AMD的發(fā)生、發(fā)展過程。小膠質(zhì)細(xì)胞的活化、調(diào)控作用較為復(fù)雜，而我國對RMG的研究時(shí)間較短、起步較晚，仍缺乏對具體的激活通路以及相關(guān)的細(xì)胞活化因子的研究。深入研究RMG與視網(wǎng)膜內(nèi)各類細(xì)胞的關(guān)聯(lián)與調(diào)控機(jī)制，有助于為AMD的治療與干預(yù)提供新的策略。