視網(wǎng)膜疾病中抑制小膠質(zhì)細胞活性的藥物治療進展

杜婷，曹晗煜，李凡，曹霞，王茜，馬林昆

（1.昆明醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院，云南 昆明；2.昆明醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院，云南 昆明；3. 云南省阜外醫(yī)院，云南 昆明）

0 引言

哺乳動物視網(wǎng)膜是大腦的延伸，源自早期胚胎發(fā)育期間的前腦的外翻。與大腦一樣，視網(wǎng)膜由不同類型的神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞組成。視網(wǎng)膜神經(jīng)元包括神經(jīng)節(jié)細胞，無長突細胞，水平細胞，雙極細胞和光感受器。Müller 細胞，星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞構成視網(wǎng)膜中不同類型的神經(jīng)膠質(zhì)細胞[1]。由delRio-Hortega（1932）首次描述的小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的免疫活性細胞。

1 視網(wǎng)膜與小膠質(zhì)細胞

在視網(wǎng)膜中，小膠質(zhì)細胞的起源仍然是一個爭論的問題，并且歸因于兩個來源。在發(fā)育中的人類視網(wǎng)膜中，據(jù)報道小膠質(zhì)細胞前體從視神經(jīng)頭和睫狀體這兩個來源侵入視網(wǎng)膜； 在血管發(fā)生開始之前來自睫狀體的細胞進入視網(wǎng)膜，而當視網(wǎng)膜血管已經(jīng)發(fā)育時，來自視神經(jīng)乳頭的細胞進入視網(wǎng)膜[2]。從視乳頭進入視網(wǎng)膜的小神經(jīng)膠質(zhì)細胞被認為是巨噬細胞譜系，因為它們表達CD68，S22（巨噬細胞抗原）抗原，CD45，MHC I 和MHC II 抗原。來自睫狀體的小膠質(zhì)細胞表達CD45，MHC I 和MHC II 抗原，但缺乏巨噬細胞標記物CD68 和S22[2]。由于小膠質(zhì)細胞從侵入視網(wǎng)膜后便一直存在于視網(wǎng)膜，并且在未成熟和成熟的視網(wǎng)膜中具有神經(jīng)保護和有害的作用。從Rathnasamy 等人的報道可知，一方面視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細胞通過吞噬功能、免疫功能、神經(jīng)保護、突觸修剪、維持視網(wǎng)膜穩(wěn)態(tài)等功能維持視網(wǎng)膜的結構與功能，另一方面活化后的小膠質(zhì)細胞在各種視網(wǎng)膜疾病中發(fā)揮關鍵作用[1]。

小膠質(zhì)細胞作為神經(jīng)病理學傳感器，不斷參與視網(wǎng)膜組織微環(huán)境的監(jiān)測。視網(wǎng)膜實質(zhì)中的任何細微改變，特別是與視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞凋亡和變性有關，都會引發(fā)小膠質(zhì)細胞的激活，導致其形態(tài)學轉(zhuǎn)化和增強的功能活動[1]。臨床和實驗研究均表明活化的小膠質(zhì)細胞出現(xiàn)在各種進展的視網(wǎng)膜疾病中。事實上，小膠質(zhì)細胞的激活被認為是許多視網(wǎng)膜疾病的標志性特征。因此，應用針對視網(wǎng)膜疾病中的小膠質(zhì)細胞的藥物可以有效的緩解甚至治療視網(wǎng)膜疾病。已證實可以抑制小膠質(zhì)細胞的促炎功能的藥物有以下幾類：

2 視網(wǎng)膜疾病中針對小膠質(zhì)細胞的藥物

2.1 抗生素類

現(xiàn)有研究中不論是神經(jīng)疾病或是視網(wǎng)膜疾病中針對小膠質(zhì)細胞的抗生素中最常用的就是米諾環(huán)素。米諾環(huán)素是一種半合成四環(huán)素衍生物，可通過減少小膠質(zhì)細胞的增殖，細胞因子和一氧化氮合酶的產(chǎn)生來抑制小膠質(zhì)細胞的活化。米諾環(huán)素給藥已被證明對視網(wǎng)膜疾病有益，如光誘導的視網(wǎng)膜損傷[3]，色素性視網(wǎng)膜炎[4]，青光眼[5]，激光誘導的脈絡膜新血管形成[6]和視網(wǎng)膜缺血[7]。米諾環(huán)素的保護作用在于其對小膠質(zhì)細胞的免疫調(diào)節(jié)作用，例如，在光誘導變性小鼠模型中，米諾環(huán)素通過減少T 細胞中活化的小膠質(zhì)細胞的數(shù)量來保護外視網(wǎng)膜和光感受器。另外，在焦曉玲等人的實驗中表明小膠質(zhì)細胞的活化可能僅發(fā)生在視神經(jīng)損傷后的早期，而米諾環(huán)素通過抑制小膠質(zhì)細胞的活化而發(fā)揮RGCs 的保護作用[8]。外層視網(wǎng)膜和下調(diào)轉(zhuǎn)運蛋白（TSPO）、CD68 和活化的小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞乳清酸性蛋白（AMWAP）的表達[9]。米諾環(huán)素在視網(wǎng)膜疾病中的神經(jīng)保護作用更明顯，它能提高BCL2 等存活基因的表達，降低激活的小膠質(zhì)細胞的IL-1β、TNF-α 和IL-18等炎性基因的表達，從而減少小膠質(zhì)細胞的激活[5,10]。多西環(huán)素和米諾環(huán)素一樣是四環(huán)素類抗生素，在Scott 等的試驗中說明也通過抑制小膠質(zhì)細胞活化可以改善或延緩輕度至中度非增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變的視網(wǎng)膜功能和糖尿病視網(wǎng)膜病變進展[11]。

2.2 激素類

2.2.1 皮質(zhì)醇

皮質(zhì)醇是臨床使用最多的一種糖皮質(zhì)激素，是從腎上腺皮質(zhì)中提取出的是對糖類代謝具有最強作用的腎上腺皮質(zhì)激素，已被很好地證實可抑制小膠質(zhì)細胞激活。在軸突切開術的動物模型中，皮質(zhì)醇減少了活化小膠質(zhì)細胞數(shù)量。這些小膠質(zhì)細胞數(shù)量的降低與這些動物模型中RGC 存活率的增加相關[12,13]。目前許多文獻報道曲安奈德（一種皮質(zhì)類固醇）對各種原因所致的黃斑水腫和脈絡膜新生血管有良好的治療作用，如視網(wǎng)膜靜脈阻塞性黃斑水腫、糖尿病性黃斑水腫、年齡相關性黃斑變性、增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病變等。Penfold 等的實驗結果表明在年齡相關黃斑變性中曲安奈德顯著降低MHC-II 的表達與免疫細胞化學觀察其揭示冷凝小膠質(zhì)形態(tài)一致。視網(wǎng)膜下水腫和小膠質(zhì)細胞形態(tài)的調(diào)制與體外觀察表明炎癥標志物和內(nèi)皮細胞通透性的下調(diào)是曲安奈德的作用模式的顯著特征[14]。

2.2.2

生長抑素近年來，關于生長抑素（SST）及其類似物對糖尿病視網(wǎng)膜病變及缺血性視網(wǎng)膜病變防治作用的研究已成為目前國內(nèi)外研究的熱點[15]。生長抑素是作用比較廣泛的一種神經(jīng)激素，它的主要作用是抑制垂體生長激素（GH）的基礎分泌，也抑制腺垂體對多種刺激所引起的GH 分泌反應。而生長抑素對視網(wǎng)膜的作用呢？ Simó 等人發(fā)現(xiàn)SST 在視網(wǎng)膜內(nèi)合成并具有神經(jīng)保護和抗血管生成功能[16]，并且在Hernández 等人的研究中證實了SST可改善視力喪失，預防糖尿病引起的視網(wǎng)膜神經(jīng)變性而引起視網(wǎng)膜中caspase-8 活性和細胞凋亡[17]。此外，小膠質(zhì)細胞介導的炎癥通過激活促凋亡和抑制促存活分子誘導周細胞凋亡，從而導致凋亡和生存信號通路之間的失衡，其中caspase-8 起主要和獨立的作用。所有這些現(xiàn)象都強烈表明在DR 早期存在小膠質(zhì)細胞和視網(wǎng)膜周細胞之間的串擾的障礙可能有助于血液 - 視網(wǎng)膜的破壞。而生長抑素能夠抵消大多數(shù)這些破壞性影響，從而加強了這一假設該分子可能在預防DR（糖尿病視網(wǎng)膜病變）方面發(fā)揮作用[18,19]。另外有研究表明，前胸腺素α 衍生的六肽對視網(wǎng)膜缺血再灌注的神經(jīng)保護作用[20]。

2.2.3 炔諾孕酮和褪黑素

最新的研究表明炔諾孕酮和褪黑激素也可以通過抑制小膠質(zhì)細胞的活性來延緩視網(wǎng)膜疾病的發(fā)展。炔諾孕酮是一種黃體酮類似物，我們發(fā)現(xiàn)炔諾孕酮的神經(jīng)保護作用依賴于抑制有害小膠質(zhì)細胞活性，從而促進感光細胞生存。這是通過對小膠質(zhì)細胞的直接作用以及通過直接作用實現(xiàn)的光感受器 - 小膠質(zhì)細胞串擾的調(diào)節(jié)[21,22]。炔諾孕酮作為潛力提供了幾種有吸引力的特征神經(jīng)保護機制。首先，炔諾孕酮促進遺傳中的光感受器存活，毒素誘導[21,23]以及光誘導的視網(wǎng)膜模型變性[22,24]。其次，炔諾孕酮作用于幾種細胞類型，包括光感受器[21，22，25]，小膠質(zhì)細胞[21]和Muller 細胞促進細胞存活。第三，炔諾孕酮操縱多個過程以鞏固神經(jīng)保護環(huán)境，例如生長因子供應[21,24]，氧化還原信號[24,26]，炎癥[21,22]和神經(jīng)膠質(zhì)增生癥。研究證明了炔諾孕酮神經(jīng)保護的一個重要方面，即減輕遺傳性視網(wǎng)膜變性小鼠模型中的神經(jīng)膠質(zhì)增生。大量研究表明，這是通過抑制小膠質(zhì)細胞釋放炎癥因子，以及通過調(diào)節(jié)Müller細胞中轉(zhuǎn)錄因子pSTAT3 的可用性來實現(xiàn)的。除此之外，研究還強化了炔諾孕酮作為視網(wǎng)膜退行性疾病治療藥物的潛力[22]。另外褪黑激素對于遺傳性視網(wǎng)膜色素變性也有積極作用。數(shù)據(jù)表明，褪黑激素延遲常染色體隱性視網(wǎng)膜色素變性小鼠模型中的光感受器變性。褪黑激素可以通過潛在地衰減凋亡、反應性膠質(zhì)、和在小鼠小膠質(zhì)細胞活化改善視網(wǎng)膜變性。此外，這些結果表明褪黑激素是一種有希望提高人RP 中光感受器存活的藥物[27]。

2.3 中藥類

2.3.1 染料木黃酮

染料木黃酮是一種存在于豆科植物和齒狀植物中的天然異黃酮化合物，通過充當酪氨酸激酶抑制劑抑制TNF-α 的釋放并顯著抑制活化的小膠質(zhì)細胞中的ERK 和P38 磷酸化。這些發(fā)現(xiàn)顯示染料木黃酮通過干擾發(fā)生在活化小膠質(zhì)細胞中的炎癥信號（ERK和P38 MAPKs）來有效抑制糖尿病誘導的視網(wǎng)膜炎癥。染料木黃酮的這種有益作用可能代表了一種新的干預療法，可在糖尿病患者視力喪失發(fā)生之前調(diào)節(jié)早期病理途徑[28]。與染料木黃酮相似，在急性高眼壓的動物模型中天麻素也靶向抑制小膠質(zhì)細胞因子和P38 MAPK 通路以保護RGC[29]。

2.3.2 芍藥甙

芍藥甙是一種單萜葡萄糖苷，對小膠質(zhì)細胞具有有效的免疫調(diào)節(jié)作用。在Zhu 的實驗中，芍藥甙在BV2 細胞中誘導細胞因子信號傳導3（SOCS3）表達抑制和MMP-9（基質(zhì)金屬蛋白酶9）活化減少[30]。芍藥甙對SOCS3 的作用被TLR4 抑制劑消除。在鏈脲佐菌素（STZ）誘導的糖尿病小鼠中，芍藥甙誘導SOCS3 表達并降低MMP-9 活化。芍藥甙抑制STZ 誘導的IBA-1 和IL-1β 表達并降低STZ 誘導的高血糖水平。芍藥甙在糖尿病視網(wǎng)膜病變中通過上調(diào)SOCS3 抑制TLR4/NF-κB 途徑抑制高葡萄糖誘導的視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細胞MMP-9 表達和炎癥反應[30]。

2.3.3 生物類黃酮（槲皮素、黃芩素）

槲皮素（Qctn； 3，30，40，5，7- 五羥基黃酮）是蔬菜和水果中常見的黃酮醇，是人類飲食中的主要生物類黃酮。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它具有強抗氧化，抗炎，抗血管生成，神經(jīng)保護和抗凋亡的性質(zhì)。Kumar 等的實驗發(fā)現(xiàn)生物類黃酮如槲皮素的神經(jīng)保護作用涉及對糖尿病視網(wǎng)膜的多重作用[32]。槲皮素通過（1）糖尿病視網(wǎng)膜中潛在的抗氧化活性，通過積極調(diào)節(jié)抗氧化酶和改善GSH（谷胱甘肽）水平，顯示出顯著的預防效果；（2）通過阻止小膠質(zhì)細胞的活化從而釋放細胞因子，抑制NF-κB 和caspase-3 活性，具有潛在的抗炎和抗細胞凋亡特性；（3）通過抑制視網(wǎng)膜內(nèi)層AQP4（水通道蛋白4）的表達來預防視網(wǎng)膜水腫?；谶@些發(fā)現(xiàn)，可以得出結論，生物類黃酮，如槲皮素可有效治療糖尿病引起視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性和氧化應激的保護[31]。在朱玉婷等人的研究中表明槲皮素可以抑制TLR4 改善高糖對小膠質(zhì)細胞的激活，減少NO 的釋放，降低TNF-α、IL-1β、iNOS mRNA 的表達水平，同時減少致炎因子IL-1β 和TNF-α 的產(chǎn)生，從而抑制炎性反應[32]。另外還有一種中藥黃芩素，黃芩素來源于黃芩的根部，是黃芩中含量最高的黃酮類化合物之一。在Yang 的研究中表明黃芩素治療改善糖尿病誘導的小膠質(zhì)細胞激活和促炎表達，減少Müller 細胞的GFAP 和VEGF 表達，并顯著減少視網(wǎng)膜內(nèi)血管異常和神經(jīng)節(jié)細胞丟失[33]。

2.4 腺苷A2A 受體拮抗劑和咖啡因

Boia R 等的研究表明，視網(wǎng)膜缺血后開始用選擇性A2AR 拮抗劑KW6002 進行口服治療，可有效減少神經(jīng)炎癥，并為視網(wǎng)膜提供保護[34]。此外，他們還證明咖啡因給藥在短暫視網(wǎng)膜缺血模型中雙重調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞反應性和細胞死亡，這取決于再灌注時間：它最初加劇小膠質(zhì)細胞反應性并增加神經(jīng)元死亡，而它提供持續(xù)和延時的小膠質(zhì)細胞反應性保護和視網(wǎng)膜中的神經(jīng)保護作用[34]。咖啡因的作用是通過阻斷腺苷受體來控制的，主要是A2AR 和A1R。實際上，當介導神經(jīng)保護時，A2AR 似乎是咖啡因的主要靶點[34]。表明可以進一步研究A2AR 拮抗劑以治療視網(wǎng)膜缺血性疾病或神經(jīng)退行性疾病。在Elsherbiny NM 的試驗也表明腺苷激酶抑制劑（ABT-702）可減輕糖尿病視網(wǎng)膜病變的炎癥，并且ABT-702 的抗炎作用中的參與受到AGA 處理的小神經(jīng)膠質(zhì)細胞中。腺苷A2A受體拮抗劑的TNF-α 釋放阻斷作用的支持[35]。

2.5 納洛酮

2.6 其他藥物

除了上述藥物之外，由活化的小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生的蛋白質(zhì)具有反調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞增生的潛力。其中一種蛋白是AMWAP（巨噬細胞乳清酸性蛋白），其外源給藥已顯示通過抑制NF-κB（核因子κB）途徑調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞反應性。在用LPS 攻擊的培養(yǎng)的小膠質(zhì)細胞中，AMWAP 降低IL-6，iNOS（誘導型一氧化氮合酶），CCL2（一種趨化因子）和TNF-α 的表達。此外，來自AMWAP 處理的LPS 激活的小膠質(zhì)細胞的條件培養(yǎng)基顯示出增加661W 感光細胞的存活率[38]。由活化的小膠質(zhì)細胞產(chǎn)生的另一種感興趣的蛋白質(zhì)是IGF-1（類胰島素一號增長因子，促生長因子），已被證實在視網(wǎng)膜色素變性的rd10 小鼠模型中具有神經(jīng)保護作用。然而，Arroba 等證明小膠質(zhì)細胞需要用IGF-1 實現(xiàn)神經(jīng)保護[39]。在氧誘導視網(wǎng)膜病變的小鼠模型中，使用ω-3 多不飽和脂肪酸（ω-3PUFA）減弱TNF-α 合成并減輕其發(fā)病機制[40]。類似地，通過下調(diào)TNF-αmRNA，使用醛固酮合成酶抑制劑FAD286 減少氧誘導的視網(wǎng)膜病變模型中的新血管形成和新生血管簇[41]。還有很多其他藥物通過對小膠質(zhì)細胞的抑制來延緩視網(wǎng)膜疾病的病情，如二氧化鈰納米顆粒、IL-6 和σ1 受體（σR1）激動劑。

綜上所述，激活的小膠質(zhì)細胞在不僅涉及神經(jīng)元而且涉及血管的不同視網(wǎng)膜病變中起關鍵作用是明確的。因此，當致力于減少視網(wǎng)膜損傷并最終導致視力損害時，活化小膠質(zhì)細胞的抑制應該是主要目標。因此，未來的研究應該集中以加強我們對視網(wǎng)膜中激活的小膠質(zhì)細胞的作用的更好理解，以更好地管理視網(wǎng)膜損傷。小膠質(zhì)細胞介導的炎癥是不同病理變化的主要原因，應首先考慮使用抗炎劑抑制小膠質(zhì)細胞激活以更好地抑制視網(wǎng)膜損傷。許多實驗證明，地塞米松，木香烴內(nèi)酯和一些中草藥產(chǎn)品如天麻素和燈盞花素有效地抑制小腦膠質(zhì)細胞在腦損傷中產(chǎn)生促炎介質(zhì)。另外一些藥物還抑制調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞活化中的相關信號傳導途徑，放射性標記的PK11195（TSPO 配體）與活化的小膠質(zhì)細胞的結合在腦損傷中也已有報道。

3 小結和展望

盡管已經(jīng)研究了許多化合物在調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細胞介導的炎癥方面的功效，但由于小膠質(zhì)細胞的多方面作用，科學界尚未達成確定的治療策略。祖國醫(yī)學有著豐富的藥物資源，但目前中醫(yī)藥對小膠質(zhì)細胞影響的研究還較少，有巨大潛力待挖掘。顯然，需要進一步研究以確定可以增強小膠質(zhì)細胞治療視網(wǎng)膜疾病的神經(jīng)保護作用的潛在治療策略和策略。