糖尿病視網(wǎng)膜病變中周細(xì)胞的藥物治療進(jìn)展

朱傳艷 朱 妍 蔣 沁 姚 進(jìn)

周細(xì)胞是位于微血管外表面的特殊壁細(xì)胞，通過物理接觸和旁分泌信號(hào)通路與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用，共同參與血管形成、維護(hù)血管穩(wěn)定[1]。DR是糖尿病的常見并發(fā)癥，是導(dǎo)致患者視力損害和失明的主要原因之一[2]。視網(wǎng)膜周細(xì)胞的脫落是DR早期可觀察到的形態(tài)學(xué)改變。周細(xì)胞丟失可導(dǎo)致毛細(xì)血管穩(wěn)定性下降，血管通透性增加，誘導(dǎo)毛細(xì)血管閉塞、微動(dòng)脈瘤形成。DR晚期視網(wǎng)膜缺血、缺氧，病理性新生血管生成，最終導(dǎo)致出血和失明[3]。因此周細(xì)胞可能與DR的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)，探索保護(hù)周細(xì)胞的藥物，可能在DR的早期控制病變發(fā)展，改善患者的預(yù)后。

一、周細(xì)胞基本概述

1.周細(xì)胞的形態(tài)及分布：通過透射電子顯微鏡技術(shù)，研究者觀察到周細(xì)胞的細(xì)胞核大而圓，具有不均勻的電子致密區(qū)。胞質(zhì)較小具有很多長(zhǎng)突起，可縱向橫跨多個(gè)內(nèi)皮細(xì)胞表面，偶爾可連接臨近的毛細(xì)血管分支。在毛細(xì)血管的分支點(diǎn)通?？梢娭芗?xì)胞胞體，而胞質(zhì)的初級(jí)突起沿著血管分支延伸，進(jìn)一步產(chǎn)生與之相垂直的次級(jí)突起，其尖端部位與內(nèi)皮細(xì)胞相連，并環(huán)繞毛細(xì)血管[3]。周細(xì)胞在不同時(shí)期呈現(xiàn)不同的形態(tài)。在視網(wǎng)膜血管生成過程中，覆蓋未成熟血管的周細(xì)胞呈星形，擁有較多的胞質(zhì)突起。成熟的周細(xì)胞胞體細(xì)長(zhǎng)，胞質(zhì)突起相對(duì)較少，具有較高的血管覆蓋率[4]。周細(xì)胞在組織中的分布也存在差異。周細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的比例在腦和視網(wǎng)膜組織中為1∶1，在腎臟中為1∶2.5，在皮膚和肝臟中為1∶10，在骨骼肌中比值最低，為1∶100[3]。周細(xì)胞在視網(wǎng)膜中的分布比例最高，提示周細(xì)胞在視網(wǎng)膜中具有特殊的功能。

2.周細(xì)胞的功能：在視網(wǎng)膜中，周細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等一起構(gòu)成血-視網(wǎng)膜屏障，共同維護(hù)組織穩(wěn)態(tài)。視網(wǎng)膜血管發(fā)育過程中周細(xì)胞覆蓋率降低，會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜表層和深層嚴(yán)重出血、深層血管叢形成中斷和大量炎性細(xì)胞浸潤(rùn)[5]。這表明周細(xì)胞覆蓋率減少可導(dǎo)致微血管屏障的破壞，視網(wǎng)膜血管滲透性增加，導(dǎo)致視功能損害。

大量研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮細(xì)胞與周細(xì)胞之間的多種信號(hào)通路在血管生成和維護(hù)血管穩(wěn)定方面發(fā)揮重要的作用[6]。在血管生成過程中，周細(xì)胞表面的血小板源生長(zhǎng)因子受體β(platelet-derived growth actor receptor-β，PDGFRβ)可與內(nèi)皮細(xì)胞分泌的PDGFβ相結(jié)合，招募周細(xì)胞黏附到內(nèi)皮細(xì)胞上，促進(jìn)血管成熟。周細(xì)胞分泌的血管緊張素1，與內(nèi)皮細(xì)胞表面Tie-2受體相結(jié)合，維護(hù)血管的穩(wěn)定。另外，周細(xì)胞還可表達(dá)多種收縮蛋白，在多種血管活性介質(zhì)和電生理刺激作用下收縮或舒張[3]。但是由于缺乏對(duì)周細(xì)胞的正確鑒別及研究的微血管的局限性，因此有關(guān)周細(xì)胞在血管中的功能，仍有待于進(jìn)一步的探索。

二、DR與周細(xì)胞

DR是糖尿病常見微血管病變之一，可嚴(yán)重危害患者的視力，影響患者的日常生活。DR早期，周細(xì)胞丟失，內(nèi)皮細(xì)胞損傷，基膜增厚，造成毛細(xì)血管閉塞，血-視網(wǎng)膜屏障被破壞，隨病情發(fā)展最終可導(dǎo)致患者失明。目前DR的治療手段主要包括激光光凝術(shù)、玻璃體切除手術(shù)及玻璃體腔藥物注射等。但是這些治療方式主要應(yīng)用于疾病晚期，且存在組織創(chuàng)傷大，易發(fā)生眼內(nèi)出血、視網(wǎng)膜損傷等并發(fā)癥，患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)重等諸多缺點(diǎn)[7]。另外，DR進(jìn)展到疾病晚期，患者的視力難以得到有效改善，所以仍然需要積極探索DR中新的治療靶點(diǎn)，在早期延緩病變發(fā)展。近年來大量研究表明，DR過程中周細(xì)胞的丟失與微血管病變的發(fā)展相關(guān)，如微動(dòng)脈瘤形成、毛細(xì)血管高滲透性、血-視網(wǎng)膜屏障破壞、病理性新生血管生成等[8]。因此，探索有效作用于周細(xì)胞的藥物可能在保護(hù)周細(xì)胞、控制DR早期病變發(fā)展中具有重要意義。

三、西藥對(duì)DR中周細(xì)胞的治療

1.抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)藥物：VEGF是調(diào)節(jié)血管新生和血管通透性的重要因子，可以直接刺激內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，但是它在周細(xì)胞生物學(xué)中的作用尚不明確。既往研究表明，VEGF可能負(fù)性調(diào)控周細(xì)胞功能，減少新生血管周細(xì)胞的覆蓋，從而破壞新生血管的穩(wěn)定性[9]。另一方面，抗VEGF藥物經(jīng)玻璃體腔注射、擴(kuò)散到視網(wǎng)膜血管壁時(shí)，它先到達(dá)血管外層的周細(xì)胞，然后再到達(dá)內(nèi)層的內(nèi)皮細(xì)胞。因此抗VEGF藥物也可能作用于周細(xì)胞，在早期減少血管破壞、延緩疾病進(jìn)展。

Giurdanella等[10]通過 Western blot法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，高糖培養(yǎng)下原代人視網(wǎng)膜周細(xì)胞中磷脂酶A2(phospholipase A2，PLA2)的磷酸化和環(huán)氧化酶2(cyclooxygenase-2，COX-2)的表達(dá)增加，前列腺素(prostaglandins，PG)的釋放增多，進(jìn)而促進(jìn)VEGF的表達(dá)。而VEGF表達(dá)上調(diào)進(jìn)一步誘導(dǎo)PLA2/COX-2/PG軸的活化，進(jìn)一步降低周細(xì)胞的活力。阿柏西普、貝伐珠單抗和雷珠單抗是常見的3種抗VEGF藥物，它們可能通過抑制PLA2/COX-2/PG軸，預(yù)防高糖誘導(dǎo)的周細(xì)胞損傷，提高細(xì)胞活力。研究者使用鏈脲佐菌素(streptozotocin，STZ)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型，對(duì)實(shí)驗(yàn)組小鼠進(jìn)行每周1次、連續(xù)4周腹腔注射阿柏西普，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，阿柏西普對(duì)糖尿病小鼠的血糖水平或者體質(zhì)量并沒有顯著影響。免疫熒光染色結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較，阿柏西普治療組小鼠的視網(wǎng)膜周細(xì)胞的丟失減少，血管的滲漏降低，視網(wǎng)膜無灌注區(qū)域面積減小以及周邊的白細(xì)胞招募減少[11]。這表明DR早期抗VEGF治療可能是保護(hù)周細(xì)胞、延緩病變進(jìn)展的治療策略。

2.抗氧化應(yīng)激類藥物：DR是一個(gè)復(fù)雜的病理過程，其病變機(jī)制尚未被完全闡明，其中氧化應(yīng)激已被證明是參與這一過程的關(guān)鍵因素。在全身各個(gè)器官組織中，視網(wǎng)膜中的不飽和脂肪酸含量最高，并且耗氧量及葡萄糖氧化最多，因此易受到活性氧(reactive oxygen species，ROS)的損害[12]。高糖條件下的周細(xì)胞線粒體可產(chǎn)生過多的ROS，caspase-3的活性增加，提示氧化應(yīng)激在周細(xì)胞凋亡過程中的作用。

抗壞血酸是一種較強(qiáng)的抗氧化劑，正常血漿濃度的抗壞血酸可抑制晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(receptor for advanced glycation end products，RAGE)的激活，它能夠有效清除氧自由基或超氧化物。研究發(fā)現(xiàn)，抗壞血酸可減少高糖誘導(dǎo)的微血管視網(wǎng)膜周細(xì)胞凋亡。TUNEL實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，同時(shí)給予抗壞血酸和α-生育酚治療可抑制糖尿病大鼠中視網(wǎng)膜周細(xì)胞的凋亡[13]。維生素B1，又稱硫胺素，是生物體內(nèi)參與葡萄糖代謝的重要輔助因子，也可作為一種抗氧化劑減少高糖引起的損傷。研究者在高糖條件下人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的細(xì)胞外基質(zhì)中培養(yǎng)人視網(wǎng)膜周細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)周細(xì)胞的黏附能力下降，凋亡數(shù)量增多。硫胺素及其脂溶性衍生物苯磷硫胺可以逆轉(zhuǎn)這一變化，提示硫胺素類藥物可能在DR過程中減少周細(xì)胞從視網(wǎng)膜毛細(xì)血管的脫離，是減少DR引起的視網(wǎng)膜損傷的有效藥物[14]。非諾貝特是一種過氧化物酶體增殖激活受體α (peroxisome proliferator-activated receptor α，PPARα) 激動(dòng)劑類藥物，常用于治療血脂異常，具有抗炎和抗氧化作用。Mazzeo等[15]通過流式細(xì)胞術(shù)和酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，非諾貝特可以減少高糖、低氧等糖尿病應(yīng)激條件下人視網(wǎng)膜周細(xì)胞中整合素β1、單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocyte chemoattractant protein 1，MCP1)、基質(zhì)金屬蛋白酶9(matrix metalloproteinase 9，MMP9)的表達(dá)。該研究提示，非諾貝特可減輕DR中周細(xì)胞的損傷，減少視網(wǎng)膜無細(xì)胞毛細(xì)血管形成。

3.β腎上腺素能受體(β-adrenergic receptor，β-AR)激動(dòng)劑：β-AR激動(dòng)劑是一類擬交感神經(jīng)藥物，具有激活多種細(xì)胞的生存和增殖能力的作用。Yun等[16]通過MTT實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，β-AR激動(dòng)劑如異丙腎上腺素、沙丁胺醇和多巴酚丁胺可顯著提高胎盤組織源的原代周細(xì)胞活力。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，其均可激活磷酸肌醇3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B，AKT)信號(hào)通路和絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPK)/細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶1/2(extracellular signal-regulated kinase 1/2，ERK1/2)信號(hào)通路，促進(jìn)正常條件和高糖條件下周細(xì)胞的增殖和生存能力。另外還有研究發(fā)現(xiàn)，與β1-AR激動(dòng)劑多巴酚丁胺比較，β2-AR激動(dòng)劑沙丁胺醇能更有效地保護(hù)周細(xì)胞，增加周細(xì)胞的生存和增殖能力，這可能與高糖作用下周細(xì)胞β1-AR的表達(dá)降低相關(guān)。滲透性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)和免疫熒光染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，沙丁胺醇可減少STZ誘導(dǎo)糖尿病小鼠視網(wǎng)膜血管滲漏和周細(xì)胞的丟失。這些結(jié)果提示β-AR激動(dòng)劑，尤其是β2-AR激動(dòng)劑在預(yù)防DR早期周細(xì)胞的損傷方面的潛在治療作用。

4.其他：Hu等[17]研究發(fā)現(xiàn)，可溶性環(huán)氧化物酶(soluble epoxide hydrolase，sEH)在糖尿病小鼠和糖尿病患者的視網(wǎng)膜和玻璃體中表達(dá)增多，并隨著病變的加重而增加。視網(wǎng)膜消化血管實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，sEH抑制劑t-AUCB可以減少糖尿病小鼠視網(wǎng)膜中無細(xì)胞血管數(shù)量以及血管外的周細(xì)胞數(shù)量。視網(wǎng)膜外植體實(shí)驗(yàn)結(jié)果也進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，sEH降解產(chǎn)物加速了周細(xì)胞向血管外的遷移，導(dǎo)致周細(xì)胞丟失，加重血管損傷。Lin等[18]通過免疫熒光染色和Western blot法檢測(cè)到周細(xì)胞中胰高血糖素樣肽-1受體(glucagon-like peptide-1 receptor，GLP-1R)的表達(dá)。GLP-1類似物利拉魯肽可發(fā)揮GLP-1R拮抗劑作用，抑制晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products，AGEs)誘導(dǎo)的原代胎牛視網(wǎng)膜周細(xì)胞遷移，維護(hù)血-視網(wǎng)膜屏障的穩(wěn)定性，從而可能在早期延緩DR的進(jìn)展。周細(xì)胞向血管外的遷移可能是周細(xì)胞丟失的一種潛在機(jī)制，這些研究為預(yù)防早期糖尿病血管病變的進(jìn)展提供了新的治療思路。

利魯唑是治療肌萎縮性側(cè)索硬化癥的有效藥物。研究發(fā)現(xiàn)，它可通過對(duì)蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)的直接抑制作用減少STZ誘導(dǎo)的糖尿病小鼠視網(wǎng)膜周細(xì)胞的損傷[19]。維甲酸是維生素A的代謝產(chǎn)物之一，以 9-順式維甲酸、13-順式維甲酸等異構(gòu)體的形式存在。研究發(fā)現(xiàn)，9-順式維甲酸通過維甲酸X受體α(retinoic X receptor α，RXRα)，下調(diào)周細(xì)胞中Src同源2結(jié)構(gòu)域蛋白酪氨酸磷酸酶1(Src homology 2 domain-containing phosphatase 1，SHP1)的表達(dá)發(fā)揮抑制周細(xì)胞的凋亡的作用，提高周細(xì)胞對(duì)PDGF-BB的敏感度[20]。肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(hepatocyte growth factor，HGF)在DR患者的血清和玻璃體液中增多，它可通過PI3K/AKT信號(hào)通路調(diào)節(jié)人胎盤源周細(xì)胞的生存，從而預(yù)防DR過程中周細(xì)胞的丟失[21]。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能被破壞，未折疊或錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)積聚在細(xì)胞器內(nèi)，這種情況被稱為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激。長(zhǎng)期的血糖波動(dòng)易引起視網(wǎng)膜周細(xì)胞發(fā)生內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，這可能與DR早期的周細(xì)胞的損傷相關(guān)。熊去氧膽酸可顯著減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，減少STZ誘導(dǎo)的小鼠視網(wǎng)膜中周細(xì)胞的丟失，可能在DR的早期防治過程中發(fā)揮潛在作用[22]。

四、中藥對(duì)DR中周細(xì)胞的治療

隨著對(duì)中醫(yī)學(xué)研究的不斷深入，越來越多的研究者開始進(jìn)行中藥的探索，積極尋找保護(hù)周細(xì)胞、減少周細(xì)胞凋亡的有效藥物。與西藥比較，中藥具有多靶點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢(shì)，可為DR的防治提供新的方向。

1.中藥組方：KIOM-79是由厚樸、葛根、甘草、大戟這4種中草藥萃取制成，研究顯示它可以阻斷核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)的激活，減少AGEs誘導(dǎo)的原代胎牛視網(wǎng)膜周細(xì)胞凋亡。視網(wǎng)膜消化血管和TUNEL法檢測(cè)結(jié)果顯示，KIOM-79可減少糖尿病大鼠視網(wǎng)膜周細(xì)胞的凋亡，從而改善視網(wǎng)膜微血管功能障礙[23]。周潔等[24]研究發(fā)現(xiàn)，活血化瘀方(黃芪、地黃、枸杞子、決明子、蒲黃、水蛭)在一定濃度范圍內(nèi)可明顯抑制高糖培養(yǎng)條件下的大鼠視網(wǎng)膜周細(xì)胞凋亡。主要外膜蛋白(major outer membrane proteins，MOMP)/B細(xì)胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)信號(hào)通路可能是該組方抑制周細(xì)胞凋亡的途徑之一。研究者通過網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析預(yù)測(cè)和篩選雙丹明目膠囊(主要成分包括女貞子、墨旱蓮等)在DR中的潛在靶標(biāo)。流式細(xì)胞術(shù)和Western blot法檢測(cè)結(jié)果顯示，它可激活內(nèi)源性抗氧化酶，清除過量的ROS，下調(diào)核糖聚合酶[poly (ADP-ribose) polymerase，PARP]的表達(dá)，促進(jìn)抗凋亡基因Bcl-2和甘油醛3-磷酸脫氫酶(glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase，GAPDH)的表達(dá)，從而減少氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜微血管周細(xì)胞凋亡[25]。

2.中藥單體及活性成分：知母根莖是中藥組方中的常見成分，對(duì)于預(yù)防糖尿病及其并發(fā)癥具有較好的療效。其中芒果苷和新芒果苷是知母根莖提取物的主要活性成分，它們能夠有效逆轉(zhuǎn)高糖誘導(dǎo)的原代胎牛視網(wǎng)膜周細(xì)胞增殖能力降低[26]。黃芪是一種常見的中草藥，其有效成分具有促進(jìn)血管修復(fù)、改善微循環(huán)等作用，被廣泛應(yīng)用于DR的治療。謝儷君等[27]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪注射液可以保護(hù)高糖培養(yǎng)條件下的大鼠視網(wǎng)膜周細(xì)胞，其有效成分可能在促進(jìn)周細(xì)胞生長(zhǎng)的同時(shí)，還調(diào)控PDGFβ對(duì)周細(xì)胞的促生長(zhǎng)作用。

中藥組方、中藥單體及活性成分對(duì)周細(xì)胞的作用具有較好的應(yīng)用前景，但是由于面臨多成分、多途徑等難題，仍缺乏具體的分子調(diào)控機(jī)制研究。綜上所述，中藥對(duì)于周細(xì)胞方面的研究仍需不斷探索，進(jìn)一步尋找高效、特異性強(qiáng)的藥物。

五、展 望

綜上所述，作為一種特殊的血管壁細(xì)胞，周細(xì)胞在血管形成及維護(hù)血管穩(wěn)定方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。大量研究表明周細(xì)胞的丟失發(fā)生在DR早期，與疾病的發(fā)展相關(guān)。但一直以來，對(duì)于DR的研究主要聚焦于內(nèi)皮細(xì)胞，對(duì)周細(xì)胞的研究尚不充分。近年來有研究發(fā)現(xiàn)，多種西藥及中藥皆能調(diào)節(jié)周細(xì)胞功能，減少視網(wǎng)膜毛細(xì)血管壁周細(xì)胞的損傷，可能在DR病變的早期控制疾病的發(fā)展。然而，周細(xì)胞相關(guān)藥物治療的應(yīng)用仍有許多的問題亟待解決。由于目前研究的藥物對(duì)周細(xì)胞的作用效果有限，且無法特異性作用于周細(xì)胞。此外，藥物的作用機(jī)制、用法、用量等皆不明確，仍需開展進(jìn)一步探索。