1、文献综述视网膜色素上皮细胞间紧密连接及其在 发病过程中的作用研究进展王巧云,解来青引用:王巧云,解来青 视网膜色素上皮细胞间紧密连接及其在 发病过程中的作用研究进展 国际眼科杂志;():基金项目:江苏省卫生健康委医学科研项目();苏州市医疗卫生科技创新(应用基础研究)()作者单位:()中国江苏省苏州市,苏州大学附属第二医院眼科作者简介:王巧云,苏州大学在读硕士研究生,研究方向:白内障、眼底病、眼外伤。通讯作者:解来青,毕业于苏州大学,博士,副主任医师,硕士研究生导师,研究方向:白内障、眼底病、眼外伤 收稿日期:修回日期:摘要年龄相关性黄斑变性()是引起老年人群不可逆性视力损害的常见眼病。视网膜
2、色素上皮细胞()间紧密连接()是血视网膜外屏障()的重要结构单元。紧密连接在 的发病过程中有所缺陷,进而促进 的破坏,加速 的发生和进展。本文将对紧密连接与紧密连接蛋白在维持 功能、紧密连接蛋白异常与 破坏在 发病过程中的作用研究进行综述,以期为 治疗的研究提供新的思路。关键词:年龄相关性黄斑变性();血视网膜外屏障;视网膜色素上皮;紧密连接:,:();()(),:,:()()()(),:();:,();():引言年 龄 相 关 性 黄 斑 变 性(,)是一种视网膜的退行性疾病,病变主要累及黄斑区域,进而造成中心视野缺失和视力下降,是全球老年人群不可逆视力损伤的首要原因。根据其典型的临床和病理
3、特点,可分为干性(非渗出型或萎缩型)和湿性(渗出型或新生血管型)。干性 主要表现为眼底散在分布的玻璃膜疣,并逐渐引起黄斑萎缩。湿性 主要表现为脉络膜新生血管(,),从而引发眼底出血、渗出,晚期亦可发展为萎缩病灶。在 的发展进程中,血视网膜内、外屏障均有不同程度损坏,其中血视网膜外屏障(,)的破坏发生在疾病晚期。主要由视网膜色素上皮细胞(,)、膜以及脉络膜毛细血管的内皮细胞构成,其中 间的紧密连接(,)是确保 屏障功能的最主要部分。在结构上,紧密连接由三个部分组成:()整合跨膜蛋白,如闭合蛋白()、密 封 蛋 白()和 连 接 黏 附 分 子(,);()外周锚定蛋白,如 蛋白家族紧密连接蛋白(,
4、);()紧密连接相关调控蛋白。紧密连接蛋白的缺陷在 发病进程中发挥着至关重要的作用。目前临床上对于干性 缺乏特效的治疗方法,对于湿性 主要是将抗血管内皮生长因子(,)药物注射到玻璃体腔内,以减少 的生长和渗出,但该方法存在需重复注射、并最终无法国际眼科杂志 年 月 第 卷第 期 :电话:电子信箱:逆转黄斑区纤维化瘢痕结局的缺点。因此,本文将对紧密连接在 功能的维持、紧密连接蛋白异常与 的破坏在 发病过程中的作用等相关研究进行综述,以期为 治疗的研究提供新的思路。紧密连接与 紧密连接与紧密连接蛋白紧密连接属细胞间连接的一种,后者还包括黏附连接、缝隙连接和桥粒连接。上皮细胞间和内皮细胞间的连接复合
5、体主要由紧密连接构成,紧密连接使相邻的两个或两个以上细胞的细胞膜紧密的连接起来,以便封闭细胞间隙,形成细胞膜内外屏障,如。在功能上,紧密连接蛋白主要起连接作用,其在肌动蛋白纤维上,形成连接膜和细胞骨架之间的桥梁。紧密连接对溶质和水的扩散形成了屏障,这被称为屏障功能。此外其对基底外侧和顶端质膜之间细胞极性的维持也形成了屏障,这被称为栅栏功能。在物质运输和信号传导方面,紧密连接也发挥了重要作用,以便调节细胞的生长、增殖和分化。生理状态下,细胞间连接始终保持动态平衡。在连接成熟和稳定过程中,跨膜蛋白的细胞内分布也会发生变化。即使在质膜和细胞质之间形成稳定的接触并持续循环之后,连接仍处于动态平衡状态。
6、间紧 密连接与 血 视 网 膜 屏 障(,)分为血视网膜内屏障(,)和。由视网膜毛细血管内皮细胞及包裹内皮细胞的周细胞和 细胞构成,细胞通过信号传递的方式感知视网膜微环境进而影响视网膜毛细血管内皮细胞的活动。由 之间的紧密连接、膜以及脉络膜毛细血管的内皮 细 胞 构 成。视 网 膜 色 素 上 皮(,)位 于 光 感 受 器(,)与 膜之间,将感光的视网膜与能量供应的脉络膜毛细血管隔开。紧密连接连接相邻的,阻止血浆成分和有毒分子进入视网膜,并允许液体和溶质以一定的渗透梯度从脉络膜血管系统流向视网膜外层。此外,还具有维持散射光的吸收、旁分泌(如分泌)、视网膜下间隙平衡等重要生理功能。因此,的主动
7、转运和 间的紧密连接共同维持诸如视网膜脉络膜营养物质的过滤和运输、视网膜代谢废物的清理和排泄、以及参与对光感受器外段(,)的吞噬作用,进而维持 的正常生理功能。紧密连接蛋白与 的关系 与 的关系 蛋白属膜相关鸟苷酸激 酶 家 族(,),包括、和 三个亚型。其中是在上皮和内皮细胞中发现的第一个紧密连接蛋白。与一些紧密连接跨膜蛋白结合,并与肌动蛋白丝连接,从而维持细胞动力。相关核酸结合蛋白(,)信号通路控制上皮细胞在 期转变和分化。等研 究 表 明,的 激 活 是 中 表达缺失的主要原因。下调 后可观察到 单层分子膜的固缩和破裂、固有的规则排列变的紊乱,并伴有细胞外间隙的形成,进而造成 屏障功能的
8、破坏。等研究显示,在人 长期培养中,定位于根尖和细胞间区域,主要表达于基底外侧,的表达水平和 的表达量成反比。在干性 的后期,的凋亡导致其细胞间紧密连接的丧失,表达下调,表达升高,进而促进 的形成。在对干性 向湿性 转变的病理分析中发现,始于干性 的外周边缘,这也间接证明 间紧密连接的破坏在干性 向湿性 的转变中发挥了重要作用。与 的关系 属紧密连接相关的 蛋白(,)家族,是最早发现的与紧密连接相关的跨膜蛋白,其具有四个跨膜结构域。优先定位于双细胞紧密连接中,参与细胞黏附和调节细胞旁通透性。其 端与 和 相互作用,最后 个氨基酸与肌动蛋白丝相互作用。新近研究发现,的翻译后磷酸化状态影响其在紧密
9、连接中的位置及其对细胞外通透性的调节功能。的苏氨酸和丝氨酸磷酸化与紧密连接完整性保持一致,而 的酪氨酸磷酸化会破坏 和 的结合,进而增加细胞旁通透性。在生理状态下,主要通过与 的相互作用来维持正常的 间紧密连接。等研究发现,在实验性糖尿病视网膜病变模型中,的严重损伤是大鼠视网膜水肿的主要因素。促红细胞生成素(,)通 过 下 调 低 氧 诱 导 因 子 (,)和 氨基末端激酶(,)信号通路,进而上调 中 和 的表达,维持 的完整性。在 发病过程中也存在 与 结合体的破坏,等研究提出,细胞内淀粉样蛋白 通过活化 细胞的核因子 轻链增强子(,)的活化,破坏 与 复合物的完整性,进而促进 的疾病进展。
10、等新近报道,采用高渗和氧化应激破坏 与的连接可使脉络膜微环境中 表达上调,而采用对 与 连接的保护剂垂体腺苷酸环化酶活化多肽(,)后,脉络膜中 的表达出现下调,进而实验组小鼠黄斑区 的形成得到了有效抑制。上述研究为 蛋白保护剂应用于 等新生血管性眼病的治疗提供了新的启示。与 的关系 与 相似,也有四个跨膜区域(两个胞外域和两个胞内域),其通过 端结构域直接与、和 等外周蛋白相互作用。的第一个胞外区决定跨上皮细胞膜电阻(,)和胞外电荷选择性,从而维持细胞间的通透性。上皮细胞间的紧密连接可维持溶质和水在上皮细胞间的跨上皮运动,即细胞旁渗透性。细胞旁渗透性有孔隙途径和渗漏途径两种途径,前者介导小离子
11、和溶质运动,后者介导大溶质运动。蛋白形成基本的细胞旁渗透性屏障,并通过孔隙途径介导小离子和溶质运动,对细胞旁选择性和通透性发挥着独特的功能。有多种分型,在不同物种和不同组织表型各异。其中 在 中表达且含量丰富,是目前最主要的。等近期研究表明,突变 可影响 发育的各个阶段,并对视网膜分化存在重要影响。与 的关系 是免疫球蛋白超家族 ,:(,)中 亚家族的成员,包括、和。已知 可与诸多蛋白质相互作用,并通过靶向紧密连接相关的蛋白质来调节紧密连接的功能。由一个跨膜区和一个包含两个 样基序的胞外区组成。端结构域参与紧密连接支架蛋白的相互作用,这对维持紧密连接的正常功能尤为重要。可与、共定位,进而维持正
12、常的紧密连接。等研究表明,在成年小鼠视网膜和脉络膜中大量表达,在体外培养的 和 细胞中亦有所表达。过氧化氢()诱导的氧化应激可下调 的表达,扰乱其膜定位,进而影响 的正常功能。在视网膜毛细血管内皮细胞中过表达或敲除分别降低或增加胞质 浓度,进而影响 的动态易位,造成 的功能障碍。调节 活性对 功能 障碍相关 眼病的治疗 具有 潜 在 的 治 疗价值。紧密连接及 破坏与 的相关研究提示,的发生及进展与 间紧密连接的破坏密切相关。在氧化应激、缺氧、炎症等病理条件下,退化,视锥细胞凋亡,最终形成以黄斑区地图样萎缩为特征的干性 的晚期形态。在 的退化过程中,间紧密连接破坏(早于或晚于 退化,有待进一步
13、研究)、紧密连接相关蛋白如、及 的表达和分布发生异常,正常生理屏障功能遭到破坏,形成并跨越 侵入神经上皮层下间隙,进而促进 由干性转变为湿性,局部微环境的改变会引起 间紧密连接的进一步破坏,从而导致黄斑功能的严重损坏。的微绒毛从其顶面延伸至视杆细胞和视锥细胞的外节,从而构成 和 细胞之间独特的功能单元,这被认为是维持视觉功能的关键。在干性 中,中央凹周围的 首先退化,随着病程进展,退化逐渐向中央凹发展,最终导致中央凹视锥细胞凋亡和中心视力丧失。每个中央凹 都支持其对应部位视锥细胞的营养代谢。最低限度的 再生,甚至维持现有的 而不进一步退化,可保证足够的 存活,从而保证患者的中心视力和生活质量。
14、变性、玻璃膜疣形成或与衰老相关的凋亡可导致 间紧密连接的丢失,进而引起 的上述功能发生障碍。在湿性 中,形成是其主要病理机制,是 形成的始动因 素。除 脉 络 膜 自 分 泌 外,亦 可 由 健 康 的基底外侧分泌。生理条件下,适度 的分泌参与脉络膜血管的调节,而 退化引起的 间的紧密连接破坏可诱导 的过度表达,从而引发,最终造 成 由 干 性 转 变 为 湿 性。等通过对 和 的免疫荧光检测发现,浓度的甘氨胆酸和甘氨熊脱氧胆酸可有效保护 间紧密连接免受氧化应激损伤,且可抑制 介导的 形成及其迁移,为湿性 的治疗开辟了新的方向。上述研究表明,破坏可引起紧密连接衰减或分布改变,进而通过 上调改变
15、 的进程,而阻止或减缓 间紧密连接的破坏,对阻止 的进展具有重要意义。总结与展望 引发的 部分由干性 期 的退化导致 的过度表达所介导,探索 屏障破坏的时期和机制对阻断 过度表达有一定的指导意义。多种遗传因素、氧化应激、脂质代谢、炎症、外伤和衰老相关的凋亡等可造成黄斑部视网膜缺血缺氧,大量脂质代谢产物不能及时被清理从而形成以玻璃膜疣为特征的干性 的典型病理改变。当病情进展时,间紧密连接被破坏,过表达,形成,突破 并向神经视网膜下间隙生长,从而使疾病进入到以黄斑区 形成和出血为特征的湿性 的更加严重的阶段。相关紧密连接蛋白在湿性 的发病过程中的具体作用机制有待进一步深入的探讨。尽管已证实 细胞间
16、紧密连接缺陷与 引发的 有关,但紧密连接缺陷最初发生的时间点、始动因素及紧密连接相关蛋白改变的上、下游调控通路在 发生发展过程中的作用仍存诸多疑问。深入探究紧密连接缺陷与 的关系及其机制或许可为 相关新生血管性眼病的治疗提供新的思路。参考文献 ,:,;():,;():,;():,;():,;:,;():,;():,:;():,;():,;():,:;:,;:,;():,;():,国际眼科杂志 年 月 第 卷第 期 :电话:电子信箱:;():,;():,;:,;():,:!;():,;():,;():,;():,;:():;():,;():,;:,:;():,:,;:,;():,;():,;():,:;():,;():,;():,: