視神經(jīng)再生的研究進展

潘統(tǒng)鶴，黃亞特 綜述 南開輝 審校

(1.溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光學(xué)院，附屬眼視光醫(yī)院眼科生物材料實驗室，浙江 溫州 325027；2.眼視光學(xué)和視覺科學(xué)國家重點實驗室，浙江 溫州 325027)

人類所獲知的感知信息80%來源于視覺，因此依賴于視神經(jīng)進行傳遞的視覺信息對人類至關(guān)重要，而視神經(jīng)由于其胚胎起源和細胞組成而成為中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)不可或缺的部分，并且像大多數(shù)成熟哺乳動物的CNS一樣，視神經(jīng)如果受到損傷，其再生能力遠遠低于周圍神經(jīng)(peripheral nervous system，PNS)的再生[1]。由青光眼、顱腦外傷以及各種缺血性、遺傳性、神經(jīng)性疾病等造成的視神經(jīng)損傷，使視功能嚴重受損[2-4]，而這種損傷往往導(dǎo)致視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞(retinal ganglion cells，RGCs)原發(fā)性或繼發(fā)性死亡，最終視神經(jīng)變性壞死而致盲。因此針對視神經(jīng)損傷后再生的基礎(chǔ)研究對于重建患者失去的視功能具有重大意義。很長時間以來，研究者們一直認為包括視神經(jīng)在內(nèi)的CNS較弱的再生能力是中樞神經(jīng)元細胞的固有特點，但Richardson等[5]的研究結(jié)果證實：中樞神經(jīng)軸突可以再生并長入周圍神經(jīng)移植物內(nèi)，暗示損傷局部微環(huán)境因素，如炎癥信號、神經(jīng)營養(yǎng)因子、凋亡和抗凋亡穩(wěn)態(tài)失衡等，同樣影響著CNS軸突再生，這個重大發(fā)現(xiàn)改變了人們的看法并嘗試進行CNS軸突再生研究。由于視神經(jīng)獨特的可及性，相對簡單的解剖結(jié)構(gòu)和功能評價的便利性，其已成為CNS軸突再生主要的研究對象之一[6]。近年來，研究者們從多方面開展了視神經(jīng)保護和損傷修復(fù)的深入研究，并取得了一定成果。本文將從調(diào)控炎癥刺激、不同方式提供內(nèi)源性或外源性細胞因子抑制凋亡等促進視神經(jīng)再生、抗氧化藥物應(yīng)用減少氧化應(yīng)激保護RGCs、干細胞營養(yǎng)或分化補充凋亡的RGCs，以及基因調(diào)控RGCs重編程促進再生等方面對視神經(jīng)損傷后修復(fù)再生進行綜述。

1 抑制視神經(jīng)再生的因素

視神經(jīng)再生研究一般包含如下3個方面：1)避免視神經(jīng)損傷后的RGCs凋亡，即RGCs保護。在視神經(jīng)損傷后常伴隨炎癥及氧化損傷，可激活RGCs的凋亡程序，促使RGCs凋亡，而大量RGCs凋亡必然影響視神經(jīng)功能，因此避免RGCs凋亡至關(guān)重要。2)促使RGCs軸突沿視神經(jīng)方向再生，即軸突定向生長。視神經(jīng)損傷后，軸突斷裂，視神經(jīng)變性壞死失去功能，需要新生軸突重建功能。3)重建新生軸突的視覺信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，即視功能重建。在促使RGCs軸突定向再生形成新生神經(jīng)元后，還需要與腦部建立功能性連接以轉(zhuǎn)導(dǎo)視覺信號，才能改善受損的視功能。視神經(jīng)再生研究策略示意圖見圖1。

圖1 視神經(jīng)再生研究策略示意圖Figure 1 Research strategies for optic nerve regeneration

視神經(jīng)再生存在許多限制因素，可分為內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素主要表現(xiàn)為RGCs在分化成熟的同時，其細胞內(nèi)程序向抑制增殖轉(zhuǎn)變[7]。例如環(huán)磷酸腺苷(cAMP)、mTOR/PTEN、Kruppel樣因子4(Kruppel-like factors 4，KLF4)等可誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄級聯(lián)和表觀遺傳改變，這些改變與中樞神經(jīng)系統(tǒng)成熟密切相關(guān)[8-10]。

外在因素主要體現(xiàn)在視神經(jīng)再生的抑制性微環(huán)境，主要包括慢性炎癥及氧化損傷、神經(jīng)營養(yǎng)因子缺乏、RGCs損傷凋亡、髓鞘蛋白高表達和損傷處神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕形成等。視神經(jīng)損傷后，軸突運輸功能障礙導(dǎo)致神經(jīng)營養(yǎng)因子缺乏，引起RGCs凋亡。而RGCs凋亡會上調(diào)凋亡相關(guān)信號通路(p53、Bax)的下游因子，增加RGCs氧化應(yīng)激水平，進一步促進RGCs凋亡[4,11]。在正常情況下，髓鞘能夠隔離軸突，并加速電傳導(dǎo)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，髓鞘由少突膠質(zhì)細胞產(chǎn)生，受到損傷后少突膠質(zhì)細胞繼續(xù)表達髓鞘蛋白。而這些髓鞘蛋白碎片已被驗證為中樞神經(jīng)系統(tǒng)中軸突生長的最主要抑制劑之一。例如，Vajda等[12]報道少突膠質(zhì)細胞上高度表達的髓鞘相關(guān)蛋白(Nogo)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)軸突再生的一個主要抑制劑。此外，其他髓鞘蛋白如髓鞘相關(guān)糖蛋白(myelin-associated glycoprotein，MAG)、少突膠質(zhì)細胞髓鞘相關(guān)糖蛋白(OMgp)、酪氨酸蛋白激酶B3(ephrin B3)等都被證明與抑制軸突生長相關(guān)[6,13-16]。同時中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后髓鞘碎片清除效率降低容易導(dǎo)致外環(huán)境髓鞘蛋白堆積，髓鞘蛋白不僅能夠抑制軸突再生，更能夠激活凋亡級聯(lián)，進一步促進神經(jīng)元凋亡[15]。

視神經(jīng)損傷后神經(jīng)膠質(zhì)細胞包括少突膠質(zhì)細胞、星形膠質(zhì)細胞及小膠質(zhì)細胞被激活，上調(diào)多種軸突生長抑制因子，并促進硫酸軟骨素蛋白聚糖及反應(yīng)性星形膠質(zhì)細胞形成膠質(zhì)瘢痕[17-18]。神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕中含有多種抑制軸突再生因子包括硫酸軟骨素蛋白聚糖(chondro it in sul fate proteoglycan，CSPG)、信號蛋白3A(Sema3A)和腱生蛋白-R(TN-R)等，是視神經(jīng)軸突再生的不適宜環(huán)境，也是其生長的物理屏障[19-22]。

基于上述的困難和限制，近年來開展了許多相關(guān)的基礎(chǔ)研究并取得較好的成果。表1對近年來視神經(jīng)再生研究策略及研究結(jié)果進行了匯總。

表1 視神經(jīng)再生研究進展Table 1 Research progress of optic nerve regeneration

續(xù)表1

2 抗氧化藥物減少氧化應(yīng)激

視神經(jīng)軸突富含線粒體，因此對缺血、缺氧更為敏感。視神經(jīng)損傷后，由于缺乏氧氣及炎癥激發(fā)，損傷視神經(jīng)發(fā)生嚴重的活性氧(reactive oxygen，ROS)積累，產(chǎn)生氧化應(yīng)激損傷。氧化應(yīng)激可導(dǎo)致RGCs自噬失衡，并進一步誘導(dǎo)炎癥升級，促進RGCs凋亡。使用抗氧化藥物減輕ROS積累及氧化應(yīng)激損傷，有助于保護RGCs存活。維生素C能抑制細胞釋放超氧根離子，提高谷胱甘肽過氧化酶(glutathione peroxidase，GSH-Px)活性，從而清除細胞內(nèi)外的氧自由基。維生素C和維生素E合用有協(xié)同作用，可有效防止脂類過氧化，有效降低視神經(jīng)損傷后RGCs的氧化應(yīng)激水平，減少RGCs凋亡。Zanon-Moreno等[35]的研究表明：血液中高水平維生素C和維生素E能夠降低青光眼患病風(fēng)險，保護視神經(jīng)功能。此外，Ekicier Acar等[23]發(fā)現(xiàn)：局部聯(lián)合使用輔酶Q10與維生素E能有效降低視神經(jīng)損傷后視網(wǎng)膜內(nèi)Iba1(小膠質(zhì)細胞/巨噬細胞特異性蛋白)的表達，并能夠上調(diào)Bcl-xL蛋白水平從而減少RGCs的凋亡。Williams等[23]報道維生素B3能在糖代謝中發(fā)揮重要作用，可以維持線粒體的活性，避免RGCs的凋亡。除了應(yīng)用維生素類藥物，也有研究[25,36-37]通過遞送其他抗氧化藥物如超氧化物歧化酶(SOD)、曲美他嗪(TMZ)、氨基葡萄糖(GlcN)等抵抗損傷后RGCs中的氧化應(yīng)激，提高RGCs的存活率。然而視神經(jīng)損傷后，損傷的視神經(jīng)長期處于慢性炎癥及氧化應(yīng)激狀態(tài)，抗氧化藥物的應(yīng)用僅能在短時間內(nèi)緩解RGCs的氧化損傷，無法長期發(fā)揮作用。

3 提供外源性細胞因子

細胞因子是由免疫細胞或者非免疫細胞經(jīng)刺激而合成、分泌的一類具有廣泛生物學(xué)活性的小分子蛋白質(zhì)，具有調(diào)節(jié)細胞生長、分化成熟、功能維持、調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答、參與炎癥反應(yīng)、創(chuàng)傷愈合和腫瘤消長等功能[38]。

紅細胞生成素(erythrogenin，EPO)是一種內(nèi)源性的糖蛋白激素，屬于細胞因子I型超家族，有多篇研究報道EPO能對中樞神經(jīng)系統(tǒng)和周圍神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生神經(jīng)保護和抗凋亡作用，并能在損傷后緩解神經(jīng)毒性或缺血[39-41]。而后，Hernández等[42]報道了EPO產(chǎn)生神經(jīng)保護和抗凋亡作用的機制可能是通過JANUS激酶2(JAK2)磷酸化，激活PI3-K、MAPK和STAT5通路，并通過Wnt1維持線粒體膜電位、磷酸化和促進Bad從線粒體向細胞質(zhì)的易位、減少Bad/Bcl-xL復(fù)合物的形成和增加Bcl-xL/Bax復(fù)合物的形成，從而調(diào)節(jié)凋亡級聯(lián)。此外，Kucuk等[41]報道EPO在包括視網(wǎng)膜和視神經(jīng)在內(nèi)的不同組織中具有抗炎、神經(jīng)保護和神經(jīng)營養(yǎng)作用。隨后，在Kashkouli等[39]進行的臨床試驗中，使用EPO對外傷性視神經(jīng)病變(traumatic optic neuropathy，TON)具有顯著的治療效果，與對照組相比在矯正視力和色覺上具有顯著差異且無明顯的不良反應(yīng)。

神經(jīng)營養(yǎng)因子(nerve growth factor，NGF)是一類由神經(jīng)元靶細胞分泌的蛋白質(zhì)或多肽分子，包括腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)、成纖維細胞生長因子-2(fibroblast growth factor-2，F(xiàn)GF-2)、堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)和睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子(ciliary neurotrophic factor，CNTF)等，能與相應(yīng)受體特異性結(jié)合，被軸突末端攝取，經(jīng)軸漿逆行運輸至神經(jīng)元胞體，發(fā)揮維持神經(jīng)元存活和促進神經(jīng)生長的作用[43]。視神經(jīng)損傷后RGCs發(fā)生凋亡，而視網(wǎng)膜過表達BDNF能夠有效保護RGCs的存活[44-46]。Sánchez-Migallón等[27]發(fā)現(xiàn)BDNF能夠顯著改善視神經(jīng)夾傷動物模型的RGCs存活數(shù)量。在Duprey-Díaz等[47]的報道中，F(xiàn)GF-2和FGF受體上調(diào)對RGCs軸突再生具有重要意義。CNTF在過去通常被用來治療肌萎縮側(cè)索硬化癥。直到1994年，Unoki等[48]報道了視網(wǎng)膜損傷后CNTF與CNTF受體表達均會上調(diào)，發(fā)現(xiàn)了CNTF在視網(wǎng)膜及視神經(jīng)再生的應(yīng)用潛能。隨后，Vega-Meléndez等[49]在2014年報道在視神經(jīng)橫斷后給予CNTF能夠抑制RGCs的凋亡并促進軸突再生。Wang等[50]發(fā)現(xiàn)CNTF發(fā)揮作用可能與RhoA通路相關(guān)，通過使用生長抑制因子如Nogo、OMgp和MAG激活RhoA信號通路可顯著降低CNTF對RGCs存活和再生的積極作用。

目前，NGF已應(yīng)用于臨床，并取得了較好的療效[51-53]。相關(guān)的臨床試驗如重組人神經(jīng)生長因子治療視神經(jīng)損傷也在進行中(臨床研究編號：CTR20191810、CTR20201202、NCT04232332)。但NGF治療也存在較多局限，例如NGF緩解RGCs凋亡效果較為短暫，需要持續(xù)給藥維持效果；同時NGF難以通過血眼屏障，需要頻繁進行玻璃體腔內(nèi)注射，也給患者帶來了痛苦。為解決此問題，也有研究采用轉(zhuǎn)基因高表達的方式提供內(nèi)源性NGF以達到持續(xù)給藥的目的[46]。

4 炎癥刺激激活再生

炎癥刺激對于視神經(jīng)再生而言是一把雙刃劍，一方面，過度的炎癥刺激會促進細胞凋亡及膠質(zhì)瘢痕的形成阻礙軸突在損傷部位的再生[54]；另一方面，適宜的炎癥刺激也會帶來重要的細胞信號，激活RGCs軸突再生通路。例如在誘導(dǎo)眼內(nèi)炎(如晶狀體損傷、酵母聚糖注射)情況下，炎癥刺激可促進多種利于軸突再生的細胞因子釋放，如CNTF、白血病抑制因子和白細胞介素6(IL-6)等。同時，炎癥刺激持續(xù)激活了多種信號通路，如JAK/STAT3和PI3K/AKT/mTOR，表現(xiàn)出了RGCs保護和軸突再生的作用[55]。此外，視神經(jīng)損傷后向玻璃體腔內(nèi)注射酵母多糖能夠上調(diào)癌調(diào)蛋白的表達。癌調(diào)蛋白是一種鈣結(jié)合蛋白，由視網(wǎng)膜上巨噬細胞和中性粒細胞分泌，能夠協(xié)同cAMP促進視神經(jīng)軸突再生，相較單獨使用cAMP或其他生長因子，視神經(jīng)再生效果顯著提升[30,56]。然而，對于癌調(diào)蛋白是否是酵母聚糖誘導(dǎo)視神經(jīng)再生的關(guān)鍵因素仍然存在巨大爭議，并且炎癥刺激是如何通過復(fù)雜調(diào)控實現(xiàn)再生的也需要更多研究探索。

5 抗膠質(zhì)瘢痕形成

神經(jīng)損傷處膠質(zhì)瘢痕形成是一個復(fù)雜的生理過程，伴有膠質(zhì)細胞、免疫細胞和神經(jīng)元細胞的參與。當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷區(qū)的神經(jīng)元細胞死亡時，小膠質(zhì)細胞和外周的單核細胞、中性粒細胞、軟腦膜細胞及纖維母細胞向損傷灶周圍聚集，成為膠質(zhì)基質(zhì)層的組成部分[57]。損傷引起炎癥反應(yīng)，活化的炎癥細胞釋放細胞因子，促進了損傷區(qū)星形膠質(zhì)細胞的增生并向損傷部位的遷移，最終形成膠質(zhì)瘢痕。

膠質(zhì)瘢痕是中樞神經(jīng)包括視神經(jīng)在內(nèi)軸突再生的巨大障礙，如CSPG能夠顯著抑制軸突再生。但在單層的星形膠質(zhì)細胞上，神經(jīng)細胞的突起能很好地生長。這是由于星形膠質(zhì)細胞具有合成和分泌營養(yǎng)因子的功能?，F(xiàn)有觀點[58]認為以星形膠質(zhì)細胞為主的膠質(zhì)瘢痕對于再生軸突重建具有阻礙軸突穿越的作用，但同時星形膠質(zhì)細胞能夠分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子對中樞神經(jīng)軸突再生起促進作用。已有研究[59-63]表明參與膠質(zhì)瘢痕形成的細胞因子有轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、bFGF、FGF-2、IL-1β、IL-6、結(jié)締組織生長因子(connective tissue growth factor，CTGF)、膠質(zhì)細胞成熟因子、血栓素、表皮生長因子、血小板源性生長因子等，其中部分細胞因子具有一定的促進RGCs存活和軸突再生的作用。因此無法單純通過去除星形膠質(zhì)細胞以抑制膠質(zhì)瘢痕形成。而如何在抑制膠質(zhì)瘢痕產(chǎn)生的同時保留星形膠質(zhì)細胞對神經(jīng)元細胞的營養(yǎng)作用是當(dāng)下研究的重點。Pearson等[18]發(fā)現(xiàn)：通過芳基硫酸酯酶B能夠有效降低視神經(jīng)損傷后膠質(zhì)瘢痕形成及CSPG對視神經(jīng)軸突的再生抑制作用，顯著增強了酵母聚糖促進視神經(jīng)軸突再生的作用。Frik等[58]發(fā)現(xiàn)減少單核細胞浸潤能有效促進星型膠質(zhì)細胞增殖，減少膠質(zhì)瘢痕生成并保留星形膠質(zhì)細胞的營養(yǎng)效果。

6 干細胞移植

視神經(jīng)再生的干細胞移植研究可分為2種。一種是移植具有分化潛能的多功能干細胞，包括胚胎干細胞(embryonic stem cells，ESCs)和視網(wǎng)膜干細胞(retinal stem cells，RSCs)等，并通過誘導(dǎo)分化使其移行整合到宿主的視網(wǎng)膜上，補充凋亡的RGCs及生成新生的軸突；一種是通過移植間充質(zhì)干細胞包括脂肪干細胞(adipose-derived stem cells，ADSCs)、牙髓干細胞(dental pulp stem cells，DPSCs)、臍血干細胞(umbilical cord blood stem cells，UCBSCs)等，對損傷后的神經(jīng)元細胞給予炎癥調(diào)節(jié)、營養(yǎng)和神經(jīng)保護支持[32,64-68]。

ESCs是從早期胚胎或者早期性腺分離出的一類干細胞，早在1998年便可被分離和克隆。ESCs可分化為視網(wǎng)膜祖細胞，形成形態(tài)類似RGCs和表達RGCs特性的細胞，并能夠與宿主視網(wǎng)膜結(jié)合。RSCs在正常視網(wǎng)膜的微環(huán)境下處于相對靜默狀態(tài)，但在特殊的環(huán)境下可以分化為RGCs。RSCs分化能力的激活可能與Wnt和Shh信號途徑在睫狀體邊緣區(qū)域的高表達相關(guān)。基于ESCs、RSCs具有分化RGCs的潛能，有研究者[67,69]將ESCs或RSCs誘導(dǎo)分化培養(yǎng)成視網(wǎng)膜器官，有望運用于視網(wǎng)膜、視神經(jīng)疾病的治療。但多功能干細胞分化治療仍面臨巨大的障礙，例如細胞移行與宿主視網(wǎng)膜的整合、神經(jīng)元軸突的定向再生、移植干細胞的增生調(diào)控等[70]。

多種來源的間充質(zhì)干細胞如骨髓、脂肪組織、臍帶血和牙齒(牙髓和牙周膜)來源的干細胞能在視神經(jīng)損傷動物模型中起到促進RGCs存活和神經(jīng)保護的作用[32,45,71-72]。Cen等[32]在視神經(jīng)夾傷大鼠的玻璃體腔內(nèi)注射人牙周膜干細胞，發(fā)現(xiàn)其能夠顯著提高視神經(jīng)損傷后RGCs的存活并促進軸突再生，同時在體外與視網(wǎng)膜外植體共培養(yǎng)也能促進RGCs存活及軸突再生且不發(fā)生炎癥反應(yīng)。然而Chen等[66]認為雖然間充質(zhì)干細胞的確對視神經(jīng)損傷后的RGCs具有保護和軸突再生的積極作用，但只是短暫的促進作用，在更長期的觀察中與對照無明顯差異。

7 基因及轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控

隨著生長發(fā)育的成熟，RGCs再生能力下降，其可能機制為基因表達改變促使成熟RGCs抑制生長環(huán)境形成及發(fā)育依賴性的再生能力下降。因此，通過調(diào)控特定基因及信號通路，可以逆轉(zhuǎn)視神經(jīng)軸突的再生抑制，從而促進視神經(jīng)再生。目前，對于視神經(jīng)再生的基因及信號通路的基礎(chǔ)研究較多，例如cAMP、PTEN/mTOR、APC-Cdh1、KLF-4、Melanopsin/GPCR、MDM4/MDM2-p53-IGF1等都被報道與中樞神經(jīng)發(fā)育依賴性生長能力下降和促進神經(jīng)軸突再生相關(guān)[17,73-74]。重組腺相關(guān)病毒(adeno-associated virus，AAV)載體是目前眼科基因治療研究中最常用的載體，通過將治療基因?qū)氩《揪幋a序列并轉(zhuǎn)染宿主細胞，過表達或沉默相關(guān)基因，從而促進RGCs的存活及軸突再生[32]。Park等[75]發(fā)現(xiàn)激活mTOR通路可以促進中樞神經(jīng)保護和軸突再生，此積極作用與PTEN基因下調(diào)關(guān)系密切。之后，Sun等[34]進一步報道分別激活mTOR、JAK/STAT通路或敲除SOCS3、PTEN均可以促進視神經(jīng)軸突顯著再生，但再生效率在2周后發(fā)生下降。而同時敲除SOCS3和PTEN可以顯著增強RGCs軸突再生能力，說明SOCS3和PTEN是兩個相互獨立的通路，可以協(xié)同促進視神經(jīng)軸突的再生。Liu等[74]將AAV-mela注入玻璃體腔感染視網(wǎng)膜中的RGCs，使其高表達黑色素(melanopsin)，并上調(diào)M1-M3 ipRGCs的mTOR表達，能夠有效保護視神經(jīng)損傷大鼠RGCs的存活并促進軸突的再生。Chiha等[76]發(fā)現(xiàn)：在玻璃體腔內(nèi)注射AAV-BDNF或AAV-CRMP2能夠保護視神經(jīng)損傷后RGCs，穩(wěn)定軸突及髓鞘。Sinclair課題組[33]通過AAV介導(dǎo)Oct4(Pou5f1)、Sox2和Klf4基因(OSK)在小鼠RGCs中異位表達，促進損傷后軸突的再生，并逆轉(zhuǎn)青光眼小鼠和老年小鼠的視力喪失。

KLF是一類具有鋅指結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，廣泛參與細胞增殖、凋亡、分化以及胚胎發(fā)育等多個生命活動的調(diào)控。Moore等[77]研究發(fā)現(xiàn)：KLF家族成員能在不同程度上抑制或增強了中樞神經(jīng)系統(tǒng)軸突的生長，其中有幾種生長抑制KLF在出生后上調(diào)，而生長促進KLF則下調(diào)。同時，KLF4是RGCs和其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元軸突生長的轉(zhuǎn)錄抑制因子，KLF4敲除能在體外及體內(nèi)促進視神經(jīng)損傷后RGCs軸突的再生。隨后，Qin等[78]報道KLF4敲除是通過JAK-STAT3信號通路誘導(dǎo)視神經(jīng)損傷后RGCs軸突再生的。同時，采用外源性細胞因子處理或去除內(nèi)源性JAK-STAT3通路抑制劑(SOCS3)可加強此積極效應(yīng)。但由于目前技術(shù)及操作難以在實際臨床的應(yīng)用中做到準(zhǔn)確的條件性基因敲除，因此此種方式僅限于基礎(chǔ)研究未在臨床上得到廣泛應(yīng)用。

8 定向誘導(dǎo)軸突再生

盡管上述方式能夠較好地保護RGCs并有效促進軸突再生，但軸突再生仍然缺少定向生長，即向顱腦靶區(qū)生長的能力。如Pernet等[79]發(fā)現(xiàn)通過AAV2-CNTF的基因治療能夠有效保護神經(jīng)并促進軸突再生，然而在更長時間后新生軸突生長方向出現(xiàn)了U型迂回，向視網(wǎng)膜中生長，并在視網(wǎng)膜內(nèi)表面形成了密集的神經(jīng)叢。因此，成功的視神經(jīng)再生不僅是促進視神經(jīng)軸突再生，還需要能夠誘導(dǎo)再生軸突定向生長的信號。外加直流電場刺激在1981年便被報道為具有能夠有效刺激中樞神經(jīng)系統(tǒng)軸突定向再生的應(yīng)用潛能[80]。之后，Gokoffski等[81]報道了外加直流電場能夠促進視網(wǎng)膜外植體新生軸突向陰極方向生長，此種趨電效應(yīng)與Rho GTPase信號的激活密切相關(guān)。然而外加直流電場在視神經(jīng)方面應(yīng)用還僅限于體外方面，體內(nèi)應(yīng)用仍存在巨大的限制和難點。

近年來，在神經(jīng)營養(yǎng)因子的作用下，納米圖案化或三維支架有望能引導(dǎo)軸突定向再生。Ellis-Behnke等[82]報道了一種自組裝肽納米纖維支架能夠為軸突再生創(chuàng)造了一個有利環(huán)境，新生軸突不僅可以通過急性損傷部位，還可以與腦組織連接在一起，以促進視覺功能的恢復(fù)。此外，Yang等[83]利用納米圖案化技術(shù)構(gòu)建了一個模擬體外組織微結(jié)構(gòu)的支架，成功引導(dǎo)人類誘導(dǎo)多能干細胞(iPSC)衍生的RGCs軸突沿著支架溝槽定向生長。

9 新生軸突與腦靶區(qū)的連結(jié)及視功能重建

目前的基礎(chǔ)研究在針對視神經(jīng)損傷后RGCs的保護及軸突再生方面已取得較多進展。當(dāng)視神經(jīng)新生軸突再生至靶組織時，如何重新建立軸突與靶組織之間的功能性聯(lián)系對于視神經(jīng)功能恢復(fù)至關(guān)重要。Bei等[84]報道：將PTEN和SOCS3共敲除或?qū)⒐菢虻鞍?、胰島素樣生長因子1、CNTF共過表達均能促進視神經(jīng)損傷后軸突的生長，同時新生的視網(wǎng)膜再生軸突能夠抵達上丘形成功能性突觸，但僅能恢復(fù)部分的視覺功能，其原因是再生軸突缺乏髓鞘而不能將動作電位從視網(wǎng)膜有效地傳導(dǎo)至上丘，通過使用鉀離子通道阻滯劑可恢復(fù)動作電位的傳導(dǎo)，顯著提高視覺能力。此外，視覺刺激或化學(xué)遺傳刺激也被認為與RGCs的活性密切相關(guān)。Lim等[85]報道通過視覺刺激視神經(jīng)，同時結(jié)合激活的mTOR通路可以促進RGCs軸突與大腦建立功能性連接，進而恢復(fù)部分視覺功能。

10 結(jié)語

隨著視神經(jīng)再生研究的不斷開展，逐步揭示了視神經(jīng)損傷后涉及的凋亡和再生機制，但各方面研究仍存在局限性。例如抗氧化藥物僅針對視神經(jīng)損傷后RGCs的氧化損傷，不能夠進一步地促進軸突再生，并且藥物的長期遞送和釋放也是限制其進一步發(fā)展的原因；細胞因子盡管已部分在臨床中應(yīng)用，且有部分新藥已進入臨床III期試驗階段，但長期療效仍有待進一步檢驗和提高；炎癥刺激目前僅停留在基礎(chǔ)研究方面，何種程度的炎癥能夠避免炎癥損傷并促進軸突再生仍需要更多研究探明。而炎癥刺激產(chǎn)生的不良反應(yīng)也限制了其走向臨床；膠質(zhì)瘢痕的生成與許多軸突再生相關(guān)細胞因子及營養(yǎng)支持細胞有關(guān)，因此需要在抗膠質(zhì)瘢痕生成和軸突營養(yǎng)再生中尋找平衡。同時單純的抗膠質(zhì)瘢痕生成難以達到促進軸突再生效果，需與其他促再生方式聯(lián)合；得益于干細胞的炎癥調(diào)控、營養(yǎng)支持以及移植替換等功能，干細胞治療已在視神經(jīng)再生的基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得了較好的成果。但干細胞治療的長期效果以及干細胞本身的長期跟蹤也是需要未來臨床應(yīng)用需要面對的難題；基因治療是目前視神經(jīng)再生基礎(chǔ)研究中促進軸突再生能力最強的方式，能夠有力并且持久地促進軸突再生。目前已有基因治療被批準(zhǔn)應(yīng)用于眼病，同時，約有25種眼科疾病基因療法處于I期、II期或III期[86]。因此，基因治療可能是未來最具有向臨床轉(zhuǎn)化前景的視神經(jīng)再生方式；納米生物材料支架有望被應(yīng)用于誘導(dǎo)中樞神經(jīng)軸突定向再生，但目前相關(guān)進展及成果大多在于脊髓或其他中樞神經(jīng)系統(tǒng)。由于視神經(jīng)相對于其他中樞神經(jīng)的特殊性(胞體位于視網(wǎng)膜內(nèi))及支架移植困難，導(dǎo)致目前視神經(jīng)支架誘導(dǎo)軸突再生的研究大多停留在體外誘導(dǎo)水平，相關(guān)的體內(nèi)誘導(dǎo)研究仍然較少；而新生軸突與腦靶區(qū)的功能重建仍是目前視神經(jīng)再生的核心問題，目前僅僅是觀察到新生軸突穿過視交叉進入腦部區(qū)域，對此的相關(guān)研究也未能闡明功能性突觸重建的機制和關(guān)鍵所在。因此后續(xù)仍需要更多的基礎(chǔ)研究探索此方向。

綜上，目前研究的熱點仍在于激活RGCs內(nèi)在再生能力、逆轉(zhuǎn)外在抑制生在環(huán)境，定向誘導(dǎo)軸突再生，以及與大腦建立功能性連接這幾個方面，而如何同時協(xié)調(diào)各方面的聯(lián)合治療，從而實現(xiàn)視功能恢復(fù)將是未來研究的重點所在。

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