Ghrelin在眼部作用的研究進(jìn)展

王睿琦，白 潔

1999年Kojima及其同事在研究生長(zhǎng)激素促分泌素受體-1a(GHSR-1a)的內(nèi)源性配體時(shí)，從鼠胃提取物中純化得到了一種由28個(gè)氨基酸組成的肽并命名為生長(zhǎng)激素釋放肽(Ghrelin)，由于Ghrelin在饑餓時(shí)水平升高，飽餐后下降，故又稱為“胃腸道饑餓素”。最初人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)局限于促進(jìn)垂體生長(zhǎng)激素釋放并干擾能量代謝，隨著研究的深入，學(xué)者們發(fā)現(xiàn)Ghrelin可發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)，包括調(diào)節(jié)食物攝入、控制體質(zhì)量、調(diào)節(jié)全身代謝、調(diào)節(jié)壓力和焦慮、影響學(xué)習(xí)和記憶功能、刺激腸蠕動(dòng)和胃酸分泌、調(diào)節(jié)睡眠/蘇醒節(jié)律、調(diào)節(jié)葡萄糖代謝、抑制棕色脂肪產(chǎn)熱、防止肌肉萎縮及改善心血管功能等[1-8]。最近研究顯示Ghrelin能改善癌癥患者預(yù)后[9]。由于Ghrelin具有抗炎、抗氧化、抗凋亡等作用[10]，可能有益于葡萄膜炎、白內(nèi)障、青光眼等眼科疾病的治療。同時(shí)，Ghrelin能保護(hù)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(RGCs)、Muller細(xì)胞、視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)細(xì)胞，有望成為治療視網(wǎng)膜病變的一個(gè)新途徑。故本文圍繞Ghrelin在眼部組織中的表達(dá)、在眼部相關(guān)疾病中作用機(jī)制的最新進(jìn)展綜述如下。

1 Ghrelin在眼部組織中的表達(dá)

為探究Ghrelin在眼前節(jié)組織中的表達(dá)，Rocha-Sousa等[11]做了一系列研究。2006年他們通過(guò)mRNA“原位”雜交法，發(fā)現(xiàn)了Ghrelin轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物表達(dá)于Wistar大鼠的虹膜后上皮、虹膜基質(zhì)層及睫狀體無(wú)色素上皮層；同時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ghrelin能夠松弛兔瞳孔括約肌和開(kāi)大肌。在瞳孔括約肌中，這種作用是由前列腺素釋放介導(dǎo)的，且不受一氧化氮和GHSR-1a影響，而松弛瞳孔開(kāi)大肌則依賴于GHSR-1a[12]。后續(xù)研究證明，在正常人、青光眼患者和動(dòng)物模型房水中，以及Wistar大鼠睫狀突上也有Ghrelin的存在[13-15]。有研究顯示GHSR-1a的主要表達(dá)部位為大鼠睫狀肌基底部、小梁網(wǎng)和睫狀突基質(zhì)層[16]。實(shí)驗(yàn)證實(shí)Ghrelin在SD大鼠眼后節(jié)中也有表達(dá)，其表達(dá)定位于RGCs及Muller細(xì)胞端足[17]。通過(guò)免疫熒光法可以檢測(cè)到視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞、脈絡(luò)膜及Muller細(xì)胞上均有GHSR-1a表達(dá)[18]。然而，Di Fonso等[15]對(duì)人眼組織行免疫組織化學(xué)染色發(fā)現(xiàn)，Ghrelin和GHSR-1a存在于人眼睫狀體色素上皮細(xì)胞、RPE細(xì)胞和虹膜前界層，與上述動(dòng)物研究結(jié)果并不一致，原因可能為Ghrelin和GHSR-1a的表達(dá)部位存在種屬差異，或是實(shí)驗(yàn)方法不同。

2 Ghrelin與眼部相關(guān)疾病的作用機(jī)制

2.1Ghrelin與晶狀體疾病 Bai等[19]在研究Ghrelin對(duì)晶狀體氧化損傷的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，Ghrelin預(yù)處理可減少過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的晶狀體上皮細(xì)胞凋亡，減少活性氧積累、提高超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶表達(dá)并降低丙二醛(MDA)表達(dá)，說(shuō)明Ghrelin通過(guò)阻止晶狀體脂質(zhì)的破壞，抑制了晶狀體上皮細(xì)胞氧化損傷及凋亡；此外，形態(tài)學(xué)觀察也顯示，Ghrelin能有效維持晶狀體組織透明度。這為白內(nèi)障治療提供了一個(gè)新的藥物選擇方案。

2.2Ghrelin與葡萄膜炎 Ghrelin有強(qiáng)大的抗炎作用，已有實(shí)驗(yàn)證明Ghrelin腹腔內(nèi)注射可抑制急性肺損傷、胰腺炎、肝炎、結(jié)腸炎、關(guān)節(jié)炎、熱創(chuàng)傷模型的炎癥反應(yīng)，其抗炎機(jī)制與降低組織中白細(xì)胞介素-1(IL-1)、IL-6、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平及增加皮質(zhì)激素水平有關(guān)[20]。Turgut等[21]和Gül等[22]運(yùn)用向大鼠玻璃體腔注射刀豆蛋白A的方法構(gòu)建葡萄膜炎動(dòng)物模型，治療組大鼠腹腔內(nèi)注射Ghrelin 10 ng/(kg·d)，結(jié)果顯示Ghrelin干預(yù)后IL-1、IL-6和TNF-α表達(dá)水平均下降，但與對(duì)照組比較差異卻無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能是由于血-視網(wǎng)膜和血-房水屏障的存在限制了藥物在眼部的滲透性，藥物經(jīng)腹腔注射未達(dá)到穿透眼內(nèi)屏障所需的濃度。因此不能斷定Ghrelin對(duì)葡萄膜炎沒(méi)有作用，還需要系統(tǒng)的研究給藥劑量和方式(玻璃體腔內(nèi)注射)，其是否有益于葡萄膜炎的治療還有待進(jìn)一步研究。

2.3Ghrelin與青光眼眼壓變化 病理性眼壓升高是青光眼最主要的危險(xiǎn)因素，而眼壓的高低主要取決于房水循環(huán)。許多研究表明青光眼患者房水中Ghrelin水平下降，并推測(cè)Ghrelin的改變可能和青光眼的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，而且可能成為治療青光眼的新藥物。

2.3.1不同類型青光眼房水中Ghrelin水平變化：青光眼患者房水中Ghrelin水平顯著降低[13-14],且不同類型青光眼[原發(fā)性開(kāi)角型青光眼(POAG)、剝脫性青光眼(PEXG)]患者房水中Ghrelin水平會(huì)降低并有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[16]。但Ozec等[23]研究結(jié)果顯示PEXG患者房水中Ghrelin水平雖低與正常對(duì)照組，但2組間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3.2青光眼患者Ghrelin血清濃度和房水濃度的關(guān)系：Rocha-Sousa等[13]認(rèn)為房水和血清中Ghrelin水平無(wú)明顯相關(guān)性。他采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測(cè)9例青光眼患者與15例正常人Ghrelin血清和房水濃度，結(jié)果相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Katsanos等[14]研究結(jié)果顯示，開(kāi)角型青光眼患者血清/房水中Ghrelin濃度比值較非青光眼組高，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。Ghanem等[24]認(rèn)為Ghrelin房水和血清水平的相關(guān)性可能與青光眼患者眼內(nèi)合成蛋白質(zhì)的能力增強(qiáng)及血-視網(wǎng)膜屏障破壞有關(guān)。但目前Ghrelin滲透血-房水屏障的能力尚不清楚?；谶@些發(fā)現(xiàn)，還不能明確局部或全身產(chǎn)生的Ghrelin是否會(huì)影響青光眼的發(fā)生發(fā)展。

2.3.3Ghrelin與POAG患者視野損傷嚴(yán)重程度的相關(guān)性：Ghanem等[24]用Humphrey視野分析儀驗(yàn)證了Ghrelin水平與POAG患者視野損傷程度無(wú)顯著相關(guān)性。但Ghrelin可能因其抗氧化損傷作用而影響青光眼繼發(fā)的缺血缺氧。

2.3.4藥物對(duì)Ghrelin房水濃度的影響：Ghanem等[24]發(fā)現(xiàn)局部應(yīng)用α受體阻滯劑、前列腺素類似物、碳酸酐酶抑制劑等治療不會(huì)影響房水中Ghrelin水平，且與抗青光眼的外用藥物劑量無(wú)關(guān)。Ghrelin對(duì)虹膜括約肌的影響是由前列腺素介導(dǎo)，目前Ghrelin降眼壓的作用機(jī)制尚未明確，因此不能排除前列腺素類似物影響Ghrelin房水水平的可能性。

2.3.5青光眼患者Ghrelin血清、房水濃度與遺傳因素的關(guān)系：Ghanem等[24]研究發(fā)現(xiàn)青光眼患者Ghrelin血清、房水濃度無(wú)潛在的遺傳差異。目前臨床研究只是觀察了青光眼患者的Ghrelin血清、房水濃度，但在動(dòng)物模型中，Ghrelin治療青光眼的藥用價(jià)值得到了重視，Ghrelin和去酰化Ghrelin在急性高眼壓動(dòng)物模型中可作為降眼壓藥物應(yīng)用。Rocha-Sousa等[16]通過(guò)玻璃體腔內(nèi)注射20%氯化鈉注射液的方法建立了急性高眼壓動(dòng)物模型，在動(dòng)物模型結(jié)膜下注射Ghrelin，排除了Ghrelin系統(tǒng)性降壓作用對(duì)眼壓的影響，觀察到Ghrelin能明顯降低眼壓；在家兔中，Ghrelin降眼壓效應(yīng)是通過(guò)釋放一氧化氮和前列腺素刺激GHSR-1a介導(dǎo)的，而在大鼠中，該效應(yīng)并不是通過(guò)此途徑介導(dǎo)的。然而，上述研究未能明確Ghrelin與青光眼眼壓改變的因果關(guān)系，還不清楚到底是青光眼引起Ghrelin改變，還是Ghrelin改變導(dǎo)致青光眼病程進(jìn)展的，也無(wú)法解釋青光眼患者Ghrelin下降的可能原因[14,23]。同時(shí)，因?yàn)楦鲗?shí)驗(yàn)檢測(cè)方法有差異或樣本數(shù)量不夠?qū)е铝搜芯拷Y(jié)果的不同。

2.4Ghrelin與剝脫綜合征 剝脫綜合征是纖維狀細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)在眼部及全身組織的不正常合成和沉積。剝脫綜合征患者晶狀體赤道部前表面及眼前節(jié)組織表面，有一種特殊的藍(lán)白色或灰白色纖維絲樣物質(zhì)沉淀，逐漸發(fā)展為白內(nèi)障、PEXG[25]。如前所述，PEXG患者房水中Ghrelin濃度低于正常人，然而剝脫綜合征患者房水中Ghrelin濃度顯著高于正常人和PEXG患者[26]。Ozec等[23]推測(cè)Ghrelin導(dǎo)致剝脫綜合征患者ECM的積累及眼壓下降，致使剝脫綜合征患者眼壓在正常范圍內(nèi)，一旦Ghrelin房水濃度降低了，剝脫綜合征患者就開(kāi)始出現(xiàn)PEXG。

2.5Ghrelin與青光眼 Ghrelin主要通過(guò)抗氧化損傷、抑制凋亡、減少M(fèi)uller細(xì)胞膠質(zhì)增生，發(fā)揮對(duì)青光眼患者視網(wǎng)膜的保護(hù)作用。氧化應(yīng)激、脂質(zhì)過(guò)氧化和亞硝化應(yīng)激在青光眼視神經(jīng)損傷進(jìn)展中起著重要作用。學(xué)者們驗(yàn)證了青光眼小鼠模型房水中MDA、一氧化氮、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶水平均高于正常小鼠，而經(jīng)過(guò)Ghrelin處理后的青光眼模型小鼠上述物質(zhì)的房水濃度與正常小鼠無(wú)明顯差異，且明顯低于青光眼模型小鼠[17，27]。研究顯示，Ghrelin顯著降低了眼壓升高導(dǎo)致的Cleaved-caspase3蛋白水平增加，同時(shí)減少了慢性高眼壓(COH)動(dòng)物模型視網(wǎng)膜中凋亡細(xì)胞的數(shù)量，增加了RGCs的存活率，從而發(fā)揮視網(wǎng)膜及視神經(jīng)保護(hù)作用；此外，Ghrelin挽救了眼壓升高誘導(dǎo)的自噬相關(guān)蛋白LC3-Ⅱ/Ⅰ和beclin1水平的升高[18]。該研究還發(fā)現(xiàn)Ghrelin處理可以抑制COH動(dòng)物模型視網(wǎng)膜中Akt/mTOR信號(hào)通路活性下降。由于GHSR-1a定位于RGCs，因此在Ghrelin治療過(guò)程中，GHSR-1a表達(dá)升高可能為RGCs抵抗細(xì)胞凋亡提供了直接的保護(hù)作用。

此外，Ghrelin能有效抑制Muller細(xì)胞膠質(zhì)增生。正常情況下，Muller細(xì)胞中不存在膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)，GFAP僅存在于星形膠質(zhì)細(xì)胞中，而波形蛋白是Muller細(xì)胞中天然的細(xì)胞骨架成分，當(dāng)發(fā)生青光眼視神經(jīng)損傷時(shí)，GFAP和波形蛋白免疫反應(yīng)活性明顯增強(qiáng)，Muller細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞中的波形蛋白增加會(huì)加重視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的損傷。S-100蛋白是成年哺乳動(dòng)物視網(wǎng)膜Muller細(xì)胞的特異性標(biāo)志物，Muller細(xì)胞損傷時(shí)S-100蛋白反應(yīng)性升高。Can等[27]通過(guò)對(duì)青光眼模型大鼠的研究發(fā)現(xiàn)，Ghrelin治療組S-100蛋白免疫反應(yīng)性下降。

2.6Ghrelin與帕金森病(PD)視網(wǎng)膜病變 Liu等[28]探討了Ghrelin對(duì)魚藤酮誘導(dǎo)的PD模型大鼠RGCs的神經(jīng)保護(hù)作用。由于魚藤酮對(duì)線粒體復(fù)合體I活性的抑制作用，長(zhǎng)期接觸魚藤酮被認(rèn)為是發(fā)生PD的危險(xiǎn)因素。PD患者會(huì)發(fā)生絕對(duì)敏感度、時(shí)間敏感度、空間對(duì)比敏感度、色覺(jué)等視覺(jué)功能損傷，其視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層厚度也會(huì)減小。Ghrelin通過(guò)作用于GHSR-1a，抑制RGCs細(xì)胞的凋亡，保護(hù)大鼠RGCs免受魚藤酮的侵襲，恢復(fù)線粒體功能，這種作用與激活RGCs細(xì)胞內(nèi)的Akt/mTOR信號(hào)通路有關(guān)。因此，以GHSR-1a為靶點(diǎn)是治療PD視網(wǎng)膜病變的新方向。

2.7Ghrelin與缺血性視網(wǎng)膜病變(OIR) 增殖性糖尿病視網(wǎng)膜病(PDR)和早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病初期特征為視網(wǎng)膜缺氧導(dǎo)致的微血管損傷。隨著病變發(fā)展，視網(wǎng)膜前血管過(guò)度增生并逐漸形成纖維瘢痕，最終導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫離。侯麗麗等[29]研究發(fā)現(xiàn)Ghrelin對(duì)高糖環(huán)境下人RPE細(xì)胞產(chǎn)生了抗氧化應(yīng)激作用。

Zaniolo等[18]建立了低氧誘導(dǎo)的OIR大鼠模型，發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜病變的不同階段，Ghrelin-GHSR-1a信號(hào)通路可對(duì)視網(wǎng)膜血管系統(tǒng)發(fā)揮相反的作用，可能具有治療PDR的潛力。在初期，玻璃體內(nèi)注射GHSR-1a激動(dòng)劑，可防止血管閉塞，有利于維持視網(wǎng)膜血管的完整性，從而維持視網(wǎng)膜組織氧和營(yíng)養(yǎng)灌注，避免進(jìn)一步組織缺氧導(dǎo)致的病理性視網(wǎng)膜血管增生。此時(shí)，Ghrelin可有效誘導(dǎo)產(chǎn)生胰島素樣生長(zhǎng)因子-1和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子來(lái)發(fā)揮血管保護(hù)作用。然而，在新生血管階段，Ghrelin通過(guò)激活GHSR-1a促進(jìn)病理性新生血管形成。這時(shí)用藥物拮抗GHSR-1a，可以顯著減少病理性新生血管的形成。因此，需要謹(jǐn)慎的劑量和用藥時(shí)間，以確保干預(yù)治療的適當(dāng)性。

3 展望

目前尚未見(jiàn)關(guān)于Ghrelin毒性的報(bào)道，它源自機(jī)體，安全無(wú)毒，在涉及氧化損傷、炎癥、凋亡等機(jī)制的眼部疾病治療中可發(fā)揮一定效果，可能為白內(nèi)障、青光眼、視網(wǎng)膜病變的治療帶來(lái)新突破。目前研究熱點(diǎn)集中在Ghrelin對(duì)晶狀體和視網(wǎng)膜的抗氧化損傷作用，以及與眼壓、青光眼的關(guān)系，并且對(duì)能否治療葡萄膜炎進(jìn)行了初步探索。

現(xiàn)已證實(shí)Ghrelin存在于眼部組織與房水中，但其透過(guò)血-視網(wǎng)膜屏障的能力尚不明確。Ghrelin作為一種能夠影響全身代謝的肽類，在選擇給藥方式、劑型、劑量時(shí)，不能忽略對(duì)其他系統(tǒng)的影響。另外，Ghrelin可能具有降眼壓作用，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)沒(méi)能證實(shí)其是否能降低正常人或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物的眼壓，將其設(shè)計(jì)用來(lái)治療白內(nèi)障、視網(wǎng)膜病變的同時(shí)，對(duì)眼壓的影響也應(yīng)考慮在內(nèi)。而且上述研究發(fā)現(xiàn)Ghrelin可能對(duì)同類疾病或同種疾病不同時(shí)期有不同的作用。目前關(guān)于Ghrelin的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、臨床研究還不完善，它對(duì)眼部保護(hù)作用的機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。