許佳 綜述 金子兵 審校

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京同仁醫(yī)院 北京市眼科研究所，北京 100005

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)定植的巨噬細(xì)胞。生理情況下，小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)伸縮的分枝監(jiān)測(cè)視網(wǎng)膜及神經(jīng)系統(tǒng)微環(huán)境，并通過(guò)突觸修剪調(diào)節(jié)突觸發(fā)育和可塑性，對(duì)視網(wǎng)膜和神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育及穩(wěn)態(tài)有重要作用；病理?xiàng)l件下，小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)短暫損傷能迅速做出激活、遷移和吞噬活性增加反應(yīng)，有免疫保護(hù)作用[1-2]。然而，在持續(xù)的病理刺激下，小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)失調(diào)，使疾病惡化。小膠質(zhì)細(xì)胞在視網(wǎng)膜及神經(jīng)系統(tǒng)疾病中發(fā)揮免疫保護(hù)和神經(jīng)毒性的雙重作用，極易過(guò)度活化造成自身?yè)p傷，目前其調(diào)控視網(wǎng)膜及神經(jīng)系統(tǒng)免疫穩(wěn)態(tài)的作用機(jī)制尚不清楚。本綜述對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞在視網(wǎng)膜疾病和涉及眼部的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究進(jìn)展及待解決問(wèn)題進(jìn)行梳理，希望對(duì)深入研究相關(guān)疾病的發(fā)病機(jī)制及治療提供幫助。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞的歷史發(fā)現(xiàn)

1856年，德國(guó)病理學(xué)家Rudolf Virchow用glia來(lái)描述整個(gè)CNS的非神經(jīng)元腔室，其細(xì)胞成分未知，直到1919年西班牙神經(jīng)學(xué)家Pio del Rio Hortega發(fā)現(xiàn)其中有一群?jiǎn)为?dú)的細(xì)胞類(lèi)型，并稱(chēng)之為小膠質(zhì)細(xì)胞(microglia)[1-2]。

2 小膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育來(lái)源

小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育來(lái)源尚存在爭(zhēng)議。研究發(fā)現(xiàn)，小鼠腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞是由胚胎7.25 d(E7.25)左右卵黃囊中C-kitloCD41lo的骨髓祖細(xì)胞發(fā)育而來(lái)[1,3-4]，發(fā)育過(guò)程離不開(kāi)集落刺激因子1受體(colony stimulating factor-1 receptor，CSF-1R)、轉(zhuǎn)錄因子PU.1和IRF8[5-7](圖1)。小鼠腦中可能潛伏著小膠質(zhì)細(xì)胞的前體細(xì)胞，可在一定程度上補(bǔ)充減少的小膠質(zhì)細(xì)胞[8]。小鼠出生后第1個(gè)月是神經(jīng)元及突觸發(fā)育的關(guān)鍵階段，小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子如腦源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain derived neurotrophin factor，BDNF)影響突觸可塑性，進(jìn)而影響學(xué)習(xí)和記憶，通過(guò)吞噬功能促進(jìn)神經(jīng)元存活、突觸修剪及突觸可塑性，促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育[9-10]。

3 小膠質(zhì)細(xì)胞的生物學(xué)功能

靜息狀態(tài)的小膠質(zhì)細(xì)胞胞體很小，呈短棒狀，伸出數(shù)支條狀突起，突起表面粗糙，有棘刺；胞核較小，約5 μm，形態(tài)不規(guī)則，可呈腎形、橢圓形或三角形，核染色質(zhì)多；激活的小膠質(zhì)細(xì)胞體積明顯增大，胞體呈現(xiàn)阿米巴樣改變[11]。小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)系統(tǒng)其他細(xì)胞相互作用，在維持大腦穩(wěn)態(tài)和組織損傷修復(fù)等病理狀態(tài)具有不同的形態(tài)和功能[12]。

小膠質(zhì)細(xì)胞的激活因素為：(1)代謝相關(guān)因素 如細(xì)胞外鉀離子濃度增高、脂類(lèi)、淀粉樣肽、鈣調(diào)基因相關(guān)肽、缺血、缺氧、腦缺血時(shí)的高血糖；(2)細(xì)胞因子類(lèi) 干擾素和白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-4可降低其吞噬能力；IL-6和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α可促進(jìn)其功能；IL-34對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮功能有重要作用；(3)外源性物質(zhì) 細(xì)菌、病毒、生物蛋白、重金屬等[13-14]。激活的小膠質(zhì)細(xì)胞一方面通過(guò)釋放和分泌一系列免疫應(yīng)答分子、細(xì)胞因子、神經(jīng)毒性物質(zhì)等產(chǎn)生細(xì)胞毒性效應(yīng)；另一方面通過(guò)吞噬清除病原體和細(xì)胞碎片以及分泌抗炎物質(zhì)、神經(jīng)生長(zhǎng)因子等，保護(hù)神經(jīng)元的存活[15](圖1，2)。

圖1 小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育及功能總結(jié) 小膠質(zhì)細(xì)胞上的分子分別代表CSF1R、THIK-1、SR、CR3、CX3CR1、P2Y12R、CD200R、NR、SIRPα、TLR、MHC、RAGE、NLR、TREM2 CSF:集落刺激因子；IL：白細(xì)胞介素

圖2 小膠質(zhì)細(xì)胞功能示意圖

3.1 神經(jīng)毒性作用

小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度活化產(chǎn)生的氧化應(yīng)激、細(xì)胞因子及興奮性遞質(zhì)是神經(jīng)毒性的主要原因。小鼠皮質(zhì)撞擊后4 d和7 d，還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶2(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase 2，NOX2)的表達(dá)和核因子(nuclear factor，NF)-κB的激活主要發(fā)生在小膠質(zhì)細(xì)胞中；抑制NOX2，可減少髓系細(xì)胞活性氧的產(chǎn)生，保護(hù)神經(jīng)元免受氧化損傷；這些變化與腦損傷后小膠質(zhì)細(xì)胞NF-κB通路明顯下調(diào)以及促炎細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β的產(chǎn)生減少有關(guān)[16]。脂多糖和干擾素激活的小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)干擾素調(diào)節(jié)因子-1誘導(dǎo)細(xì)胞毒性一氧化氮(nitric oxide，NO)產(chǎn)生，通過(guò)誘導(dǎo)半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶11(cysteinyl aspartate specific proteinase 11，caspase-11)表達(dá)啟動(dòng)不依賴(lài)于NO的細(xì)胞凋亡途徑[17]；在小鼠發(fā)育的海馬中，小膠質(zhì)細(xì)胞表面的整合素蛋白CD11b和免疫原受體DAP12控制著小膠質(zhì)細(xì)胞超氧化物離子的產(chǎn)生，從而誘導(dǎo)神經(jīng)元死亡[18]。

3.2 神經(jīng)保護(hù)作用

小膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)保護(hù)作用依賴(lài)其免疫細(xì)胞的本質(zhì)，即抗原提呈功能、分泌功能、吞噬功能及與神經(jīng)系統(tǒng)其他細(xì)胞相互作用等功能[2],這些功能的發(fā)揮離不開(kāi)其受體的作用。

3.2.1免疫防御相關(guān)受體 (1)Toll樣受體 Toll樣受體(Toll-like receptor，TLR)是小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的主要受體，其中TLR1、TLR2、TLR4、TLR6主要存在于細(xì)胞表面并作為識(shí)別病變部位的第一道防線(xiàn)，TLR3、TLR7和TLR9是細(xì)胞內(nèi)識(shí)別病毒細(xì)菌核苷酸序列的受體[19]；TLR活化后激活NF-κB、絲裂原激活蛋白激酶(mitogen activation protein kinase，MAPK)及干擾素等信號(hào)通路,促進(jìn)IL-6、TNF-α、IL-23釋放，引起炎癥反應(yīng)[1]；此外，活化的小膠質(zhì)細(xì)胞還能釋放神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，如BDNF，胰島素樣生長(zhǎng)因子(insulin-like growth factor，IGF)等發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[20]；(2)主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ類(lèi)和Ⅱ類(lèi) 主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex，MHC)-I類(lèi)分子和MHC-Ⅱ類(lèi)分子參與抗原提呈，啟動(dòng)免疫應(yīng)答；(3)NOD樣受體 NOD樣受體(NOD-like receptor，NLR)是小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的一種模式識(shí)別受體系統(tǒng)。NLR家族成員NLRC4和NLRP3蛋白的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可以控制caspase-1和NF-κB的激活，促進(jìn)IL-1β和IL-18分泌，介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[21]；(4)補(bǔ)體受體 小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)補(bǔ)體受體(complement receptor，CR)。在神經(jīng)退行性疾病，如阿爾茲海默病(Alzheimer disease，AD)中，慢性補(bǔ)體激活與突觸和神經(jīng)元丟失有關(guān)[22]。在健康的小鼠腦組織中，C3和C1q廣泛表達(dá)在未成熟的突觸中，小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)CR3，通過(guò)C3-CR3信號(hào)通路發(fā)揮吞噬作用，缺少C1q、C4、C3或CR3使突觸連接損傷，這說(shuō)明了腦組織的正常功能需要經(jīng)典補(bǔ)體途徑的激活；在許多CNS疾病中，補(bǔ)體蛋白在神經(jīng)元丟失的跡象出現(xiàn)之前就顯著上調(diào)，這表明補(bǔ)體介導(dǎo)的突觸清除可能推動(dòng)疾病進(jìn)展[23]。補(bǔ)體激活在A(yíng)D發(fā)病早期對(duì)疾病發(fā)展起抑制作用；研究表明小鼠中補(bǔ)體系統(tǒng)介導(dǎo)的突觸重排會(huì)影響記憶功能[24]；(5)CD200R CD200R是一種糖蛋白，小膠質(zhì)細(xì)胞表面的CD200R介導(dǎo)其與神經(jīng)系統(tǒng)其他細(xì)胞相互作用，在免疫反應(yīng)中起抑制性作用，防止小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度活化，維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài)[25]；(6)晚期糖基化終末產(chǎn)物受體 晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(advanced glycation end product receptor，RAGE)是小膠質(zhì)細(xì)胞的多配體受體，可以識(shí)別β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)、糖化蛋白和其他β纖維化的蛋白介導(dǎo)炎癥反應(yīng)[26]；(7)清道夫受體 清道夫受體(scavenger receptor，SR)家族分為A型和B型，小膠質(zhì)細(xì)胞上的SR參與微生物和纖維化Aβ的識(shí)別和吞噬，清除氧化的低密度脂蛋白及長(zhǎng)鏈脂肪酸等，在免疫防御系統(tǒng)中起重要作用[27]；小膠質(zhì)細(xì)胞表面表達(dá)多種SR，包括CD36、CD68、Scarb1、Scarf、CXCL16和Scara1等。其中，CD36和Scara1可以結(jié)合Aβ，在A(yíng)β清除過(guò)程中可能有作用。CD36屬于B型SR，還是TLR4的輔助受體，小膠質(zhì)細(xì)胞通過(guò)CD36吞噬胞外聚合的Aβ，激活NLRP3炎性小體，進(jìn)一步激活Caspase1從而促進(jìn)IL-1β和IL-18的成熟和釋放[28]。Scara1是A型SR，AD小鼠腦中Scara1的表達(dá)水平隨著年齡增長(zhǎng)而下降，提示其可能影響淀粉樣蛋白的沉積[29]；(8)髓樣細(xì)胞觸發(fā)性受體2 髓樣細(xì)胞觸發(fā)性受體2(triggering receptor expressed on myeloid cells-2，TREM2)可與磷脂、硫脂、脂多糖和DNA等配體結(jié)合。TREM2通過(guò)與銜接蛋白TYROBP/DAP12結(jié)合介導(dǎo)機(jī)體對(duì)細(xì)菌等病原體以及凋亡或死亡的神經(jīng)細(xì)胞、細(xì)胞碎片的吞噬和清除過(guò)程[30]。

3.2.2免疫監(jiān)視相關(guān)受體 小膠質(zhì)細(xì)胞多條cAMP調(diào)控的絲狀偽足能夠進(jìn)行納米級(jí)監(jiān)測(cè)，是其發(fā)揮免疫監(jiān)視的主要方式，可迅速活化發(fā)揮免疫保護(hù)功能[31]；小膠質(zhì)細(xì)胞的鉀離子通道蛋白是介導(dǎo)免疫監(jiān)視的重要分子，在小膠質(zhì)細(xì)胞活化后幫助釋放炎性因子IL-1β，保障神經(jīng)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)[32]。

3.2.3細(xì)胞因子受體 CSF-1和IL-34均可結(jié)合CSF-1R，介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞分化發(fā)育，IL-34-CSF-1R通路起主導(dǎo)作用[6]；小膠質(zhì)細(xì)胞上趨化因子受體CX3CR1與趨化因子CX3CL1/fractalkine結(jié)合引發(fā)鈣離子內(nèi)流產(chǎn)生趨化反應(yīng)，誘導(dǎo)細(xì)胞到生物體特定部位，缺少CX3CR1會(huì)導(dǎo)致IGF1產(chǎn)生減少，影響神經(jīng)元存活[33]。

3.2.4突觸可塑性相關(guān)受體 小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)谷氨酸離子型受體，如α-氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸受體(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid receptor，AMPAR)，N-甲基-D-天門(mén)冬氨酸(N-methyl-D-aspartate，NMDA)受體(NR)和谷氨酸代謝型受體，如mGlutR2，參與神經(jīng)突觸發(fā)育以及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，過(guò)度興奮也會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)毒性，AMPAR抑制TNF-α釋放，而mGlutR2促進(jìn)TNF-α釋放介導(dǎo)神經(jīng)毒性[20]。NR激活后引起鈣離子內(nèi)流，隨后ATP釋放介導(dǎo)興奮性神經(jīng)毒性在A(yíng)D發(fā)病中發(fā)揮重要作用，NR過(guò)度激活，會(huì)損傷神經(jīng)細(xì)胞[34]。NR1與鈣離子通道開(kāi)放密切相關(guān)，被認(rèn)為是突觸可塑性及海馬和皮質(zhì)神經(jīng)元長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(long-term potentiation，LTP)的主要調(diào)控者，而LTP的損害與AD密切相關(guān)[35-36]。

3.2.5突觸修剪相關(guān)受體 小膠質(zhì)細(xì)胞上的嘌呤能P2Y12受體(P2Y12R/P2RY12)在其活化后下調(diào)表達(dá)介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞的遷移、吞噬以及突觸修剪[20]；突觸表面的CD47與小膠質(zhì)細(xì)胞上的SIRPα結(jié)合作為“don't eat me”信號(hào)避免突觸過(guò)度修剪[9]；小膠質(zhì)細(xì)胞自噬在神經(jīng)系統(tǒng)突觸形成及修剪過(guò)程中也發(fā)揮重要功能[37]；小膠質(zhì)細(xì)胞CX3CR1參與CNS及視網(wǎng)膜神經(jīng)元的突觸形成和突觸修剪從而影響神經(jīng)元的正常發(fā)育[38]。

4 小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)系統(tǒng)疾病的聯(lián)系

4.1 小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)退行性眼病

小膠質(zhì)細(xì)胞參與視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa，RP)和X連鎖青少年視網(wǎng)膜劈裂癥等遺傳性視網(wǎng)膜疾病，以及年齡相關(guān)性黃斑變性、糖尿病視網(wǎng)膜病變、青光眼、葡萄膜炎、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等多因素視網(wǎng)膜疾病的發(fā)生和發(fā)展[39]。

RP是一種以感光細(xì)胞進(jìn)行性退化為特征的疾病，是全世界年輕人無(wú)法治愈盲的重要原因。研究發(fā)現(xiàn)與正常小鼠相比，CX3CR1缺陷的rd10小鼠中，小膠質(zhì)細(xì)胞向感光細(xì)胞層浸潤(rùn)顯著增加，并與感光細(xì)胞凋亡和萎縮加速相關(guān)；小膠質(zhì)細(xì)胞缺少CX3CR1與炎性因子和小膠質(zhì)細(xì)胞活化標(biāo)志物的表達(dá)增加有關(guān)，外源性CX3CL1玻璃體內(nèi)注射增加rd10小鼠視網(wǎng)膜CX3CL1-CX3CR1信號(hào)，可顯著減少小膠質(zhì)細(xì)胞浸潤(rùn)、吞噬和活化，改善感光細(xì)胞的退化[40]。這些結(jié)果表明，CX3CL1-CX3CR1信號(hào)是調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)退形性變的分子機(jī)制之一，是RP治療的潛在靶點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)RP患者和rd10小鼠模型視網(wǎng)膜中多種補(bǔ)體成分明顯上調(diào)，這種改變與感光細(xì)胞變性一致，C3表達(dá)增加，活化小膠質(zhì)細(xì)胞。C3的缺失加速了感光細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的退化，并改變了視網(wǎng)膜炎癥基因的表達(dá)。CR3的基因缺失重現(xiàn)了這些表型，提示C3-CR3信號(hào)是介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞-感光細(xì)胞相互作用的調(diào)節(jié)因子。C3或CR3的缺乏降低了小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)凋亡感光細(xì)胞的吞噬能力，增加了小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)感光細(xì)胞的毒性，表明補(bǔ)體介導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞清除凋亡感光細(xì)胞在RP中具有新的適應(yīng)性作用[41]。

在出血性黃斑變性小鼠模型中，用米諾環(huán)素治療可以防止小膠質(zhì)細(xì)胞在視網(wǎng)膜下空間聚集，增加感光細(xì)胞存活率[42]；然而，在視網(wǎng)膜脫離(retinal detachment，RD)的情況下，小膠質(zhì)細(xì)胞的消融阻止了其在視網(wǎng)膜下空間的聚集，降低感光細(xì)胞存活率[43]。RD是視網(wǎng)膜疾病中常見(jiàn)威脅視力的并發(fā)癥，RD發(fā)生后12 h內(nèi)迅速導(dǎo)致感光細(xì)胞死亡。小膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物P2ry12和小膠質(zhì)細(xì)胞的耗竭證明小膠質(zhì)細(xì)胞在RD后24 h內(nèi)迅速激活并遷移到損傷區(qū)域，一旦進(jìn)入受損的感光細(xì)胞層，就可以觀(guān)察到激活的小膠質(zhì)細(xì)胞在其細(xì)胞體內(nèi)含有自體熒光，這表明其功能是吞噬受損或死亡的感光細(xì)胞。小膠質(zhì)細(xì)胞耗竭導(dǎo)致疾病惡化和抑制巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)，提示小膠質(zhì)細(xì)胞參與調(diào)節(jié)視網(wǎng)膜的神經(jīng)炎癥，介導(dǎo)RD中感光細(xì)胞存活[43]。Todd等[44]研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞在興奮性毒性損傷的視網(wǎng)膜中提供神經(jīng)保護(hù)，這可能是通過(guò)小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生的IL-1β與星形膠質(zhì)細(xì)胞上的IL-1R1結(jié)合發(fā)揮作用。

青光眼是一種以視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cell，RGC)變性為特征的視神經(jīng)退行性疾病，可造成不可逆轉(zhuǎn)的視力損害和盲，其具體機(jī)制尚未完全闡明。目前，大量體內(nèi)及體外研究發(fā)現(xiàn)，視網(wǎng)膜膠質(zhì)細(xì)胞，如Müller膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞與青光眼的發(fā)生和發(fā)展，特別是RGC的損傷密切相關(guān)[45-46]；在斑馬魚(yú)視網(wǎng)膜中，小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞缺乏會(huì)導(dǎo)致Müller細(xì)胞行為失調(diào)。因此，小膠質(zhì)細(xì)胞和Müller細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)對(duì)于解鎖Müller細(xì)胞的再生潛能以修復(fù)受損的視網(wǎng)膜至關(guān)重要[47]。

在青光眼小鼠模型中，補(bǔ)體的上調(diào)發(fā)生在RGC死亡之前，RGC的突觸被小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬，抑制補(bǔ)體可以抑制青光眼小鼠RGC的退化[48]。DBA/2J小鼠是青光眼模型構(gòu)建的常用小鼠，米諾環(huán)素是具有抗炎和抗凋亡特性的第2代四環(huán)素，研究發(fā)現(xiàn)米諾環(huán)素可減少小膠質(zhì)細(xì)胞的活化，改善RGC軸突的運(yùn)輸和完整性，但對(duì)年齡相關(guān)的眼部特征性改變無(wú)影響，其機(jī)制可能為米諾環(huán)素增加了具有靜止分枝形態(tài)的小膠質(zhì)細(xì)胞比例，并降低了Iba1(與激活相關(guān)的小膠質(zhì)細(xì)胞特異性鈣配體)的mRNA和蛋白表達(dá)水平，并且小膠質(zhì)細(xì)胞激活的減少與RGC軸突運(yùn)輸?shù)娘@著改善相關(guān)聯(lián)，表明在青光眼中，視網(wǎng)膜和視神經(jīng)乳頭的小膠質(zhì)細(xì)胞活化可能是視神經(jīng)功能早期下降及其隨后退化的一個(gè)因素[49]。

青光眼中小膠質(zhì)細(xì)胞激活后，炎性蛋白表達(dá)上調(diào)。在大鼠高眼壓模型中使用TNF-α阻斷劑依那西普后，發(fā)現(xiàn)即使眼壓持續(xù)升高，視盤(pán)周?chē)磉_(dá)TNF-α的活化小膠質(zhì)細(xì)胞顯著減少，從而防止RGC的損傷和減少，這些發(fā)現(xiàn)說(shuō)明小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度激活加重了青光眼的神經(jīng)元損傷，提出了一種使用TNF-a拮抗劑或炎癥抑制劑治療青光眼的新策略[50]。用經(jīng)角膜緣激光光凝模型誘導(dǎo)大鼠眼壓升高模型檢測(cè)米諾環(huán)素的作用及機(jī)制，發(fā)現(xiàn)米諾環(huán)素能顯著增加細(xì)胞的抗凋亡能力，使抗凋亡基因Bcl-2表達(dá)增加，減少I(mǎi)L-18的表達(dá)及青光眼中活化的小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量，從而使青光眼病情好轉(zhuǎn)[51]。

視網(wǎng)膜中小膠質(zhì)細(xì)胞主要分布在內(nèi)叢狀層和外叢狀層，敲除小鼠IL-34基因后，內(nèi)叢狀層小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量顯著減少，視網(wǎng)膜電流降低，而外叢狀層沒(méi)有發(fā)生變化，這表明IL-34對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞的維持作用僅發(fā)生在內(nèi)叢狀層，具有區(qū)域特異性；進(jìn)一步在視網(wǎng)膜變性模型中研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞能夠遷移到視網(wǎng)膜外核層保護(hù)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞。由此可見(jiàn)，不同情況下視網(wǎng)膜中的小膠質(zhì)細(xì)胞可能發(fā)揮不同的作用，對(duì)視網(wǎng)膜小膠質(zhì)細(xì)胞的功能及機(jī)制研究將有助于視網(wǎng)膜退行性疾病的治療[52]。

因此，小膠質(zhì)細(xì)胞在視網(wǎng)膜中的功能具有兩面性，如何控制小膠質(zhì)細(xì)胞的功能使其有利于視網(wǎng)膜的存活，減輕神經(jīng)毒性及炎癥對(duì)神經(jīng)退行性眼病的治療具有重要意義。

4.2 小膠質(zhì)細(xì)胞與帕金森病

帕金森病(Parkinson disease，PD)是一種神經(jīng)退行性運(yùn)動(dòng)障礙，表現(xiàn)為黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元丟失，伴隨著由α-突觸核蛋白(α-synuclein，α-SYN)聚集體組成的路易體小體，涉及視網(wǎng)膜多巴胺能細(xì)胞變性[53]。PD患者小膠質(zhì)細(xì)胞中TLR2表達(dá)水平升高，α-SYN激活TLR1/2后以MyD88依賴(lài)方式釋放促炎細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β；另外，激活的小膠質(zhì)細(xì)胞也釋放抗炎細(xì)胞因子，提示小膠質(zhì)細(xì)胞TLR1/2是α-SYN的受體，通過(guò)釋放細(xì)胞因子參與PD進(jìn)展[53]。在PD小鼠模型中，缺乏CX3CR1的小鼠表現(xiàn)出α-SYN介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)和小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬功能降低，說(shuō)明CX3CL1-CX3CR1信號(hào)在PD中的重要性[54]。PD中M1樣小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的促炎因子常伴隨著多巴胺能神經(jīng)元的丟失；相反，M2樣活化的小膠質(zhì)細(xì)胞分泌抗炎因子IL-4、IL-13、IL-10、TGF-β和IGF1減輕炎癥，加速修復(fù)[15,20,52,55]。

4.3 小膠質(zhì)細(xì)胞與AD

AD是一種以進(jìn)行性認(rèn)知障礙和記憶力損害為主要表現(xiàn)的CNS退行性病變。該疾病的標(biāo)志是Aβ的細(xì)胞外沉積和高磷酸化tau蛋白(phospho Tau protein，pTau)在神經(jīng)內(nèi)積聚，這些沉積物還存在于視網(wǎng)膜中[30]。小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)Aβ積聚和神經(jīng)退行性損傷有反應(yīng)，進(jìn)化為疾病相關(guān)小膠質(zhì)細(xì)胞引起的炎癥反應(yīng)和神經(jīng)毒性是AD核心病理機(jī)制[20,30]。

載脂蛋白E(apolipoprotein E，ApoE)的等位基因ε4是晚期A(yíng)D的危險(xiǎn)因素。通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)與AD發(fā)病顯著相關(guān)的易感位點(diǎn)聚集素和磷脂酰肌醇結(jié)合型胞苷組裝蛋白；進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)補(bǔ)體受體、橋聯(lián)整合子1基因和跨膜4A基因在A(yíng)D患者中突變?cè)龆郲56]。還有研究報(bào)道TREM2、磷脂酰肌醇磷脂酶Cγ2和CD33的單核苷酸多態(tài)性也與晚發(fā)性AD的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)[57]。攜帶TREM2突變R47H的個(gè)體患AD風(fēng)險(xiǎn)顯著增加,TREM2-DAP12-DAP10信號(hào)觸發(fā)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)磷酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致鈣離子動(dòng)員、整合素活化、細(xì)胞骨架重排以及能量代謝激活[30]，該信號(hào)通路可能與AD的發(fā)生有關(guān)。TREM2-APOE通路介導(dǎo)神經(jīng)退行性小膠質(zhì)細(xì)胞表型的轉(zhuǎn)變，提示其可以作為新的靶點(diǎn)，幫助小膠質(zhì)細(xì)胞恢復(fù)穩(wěn)態(tài)[58]。用AD小鼠模型進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)泛素連接酶COP1通過(guò)蛋白酶體途徑降解小膠質(zhì)細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄因子c/EBPβ來(lái)抑制神經(jīng)炎癥，防止小膠質(zhì)細(xì)胞過(guò)度激活，影響小膠質(zhì)細(xì)胞的激活狀態(tài)，減輕神經(jīng)退行性病變，減少pTau蛋白水平，揭示了AD疾病過(guò)程中小膠質(zhì)細(xì)胞基因表達(dá)的新機(jī)制，為疾病治療提供潛在的作用靶點(diǎn)[59]。綜上，尋找限制小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)毒性物質(zhì)同時(shí)不削弱其吞噬作用的藥物或方法可能成為延遲神經(jīng)變性疾病發(fā)生的新策略。

4.4 小膠質(zhì)細(xì)胞與多發(fā)性硬化

多發(fā)性硬化(multiple sclerosis，MS)是一種CNS脫髓鞘性自身免疫性疾病，病變位于腦、視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)和骨髓，病灶播散廣泛可伴有神經(jīng)退行性病變。TMEM119是MS中小膠質(zhì)細(xì)胞的表面標(biāo)志物[60]。小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬受體Mer受體酪氨酸激酶突變會(huì)增加MS的發(fā)生率[61];Werneburg等[62]利用尸檢MS組織、臨床前非人靈長(zhǎng)類(lèi)MS模型和2種脫髓鞘疾病的嚙齒動(dòng)物模型，研究視覺(jué)系統(tǒng)中突觸的變化，發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)突觸吞噬和突觸丟失。突觸丟失可能發(fā)生在MS相關(guān)病理改變的早期或之前，并與補(bǔ)體C3相關(guān)。

綜上，小膠質(zhì)細(xì)胞在多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中起重要作用(表1)，精細(xì)調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)保護(hù)作用和神經(jīng)毒性作用有助于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。

表1 小膠質(zhì)細(xì)胞生理功能及疾病情況下相關(guān)的基因及通路正常功能及疾病基因/通路參考文獻(xiàn)突觸修剪CR3,CX3CR1[9,15]突觸可塑性TLR4,CX3CR1[1,15]神經(jīng)元死亡CR3,AXL,MER,DAP12[15]神經(jīng)退行性眼病DAP12,CX3CR1,CR[43,52]ADTREM2,DAP12,APOE,CD33,CR1,PLCG2,ABCA7,BIN1[56]PDTREM2,TLR1/2,Notch信號(hào)通路[53,55]MSTLR4,MYD88,MER[60-62] 注:AD:阿爾茲海默病;PD:帕金森病;MS:多發(fā)性硬化

5 展望

小膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)的忠誠(chéng)衛(wèi)士，可識(shí)別“自我”監(jiān)視著“非己”，第一時(shí)間對(duì)外界變化作出免疫應(yīng)答。從細(xì)胞分子水平上揭示其在神經(jīng)系統(tǒng)中的激活過(guò)程及其作用機(jī)制可能為開(kāi)發(fā)治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病有效藥物提供潛在的靶點(diǎn)。雖然小膠質(zhì)細(xì)胞在不同疾病中的作用受到較大關(guān)注，但其在生理情況下的正常功能還不清楚，在視網(wǎng)膜及神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用也需要進(jìn)一步闡明：(1)小膠質(zhì)細(xì)胞是如何進(jìn)行免疫監(jiān)視維持動(dòng)態(tài)平衡的？是否有區(qū)域特異性？睡眠狀態(tài)和清醒狀態(tài)下小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫監(jiān)視功能有何不同？(2)決定小膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)揮損傷作用還是保護(hù)作用是由哪些信號(hào)通路介導(dǎo)的？控制平衡的關(guān)鍵點(diǎn)是什么？如何減少有害作用？(3)小膠質(zhì)細(xì)胞與神經(jīng)系統(tǒng)其他細(xì)胞相互作用的方式有何差別？(4)小膠質(zhì)細(xì)胞的自噬和死亡如何調(diào)控？向周?chē)鷤鬟f什么信號(hào)？(5)眼作為重要的視覺(jué)神經(jīng)中樞器官，與大腦的信號(hào)傳導(dǎo)密切相關(guān)，眼不僅可以看物體，還具有傳達(dá)情緒、記憶、應(yīng)激反應(yīng)等多種屬性，那么視網(wǎng)膜中小膠質(zhì)細(xì)胞有哪些獨(dú)特功能和作用機(jī)制？(6)人和小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞有何異同？這一系列問(wèn)題都有待進(jìn)一步研究，從而合理利用其保護(hù)功能，減少有害作用，為預(yù)防和治療CNS疾病提供潛在靶點(diǎn)。人視網(wǎng)膜及神經(jīng)組織小膠質(zhì)細(xì)胞難以獲取從而使人小膠質(zhì)細(xì)胞的研究變得困難。但隨著類(lèi)器官，尤其是視網(wǎng)膜類(lèi)器官、光遺傳學(xué)、表觀(guān)遺傳學(xué)、單細(xì)胞測(cè)序、質(zhì)譜流式及成像等科學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展，對(duì)這些問(wèn)題的深入研究將為理解小膠質(zhì)細(xì)胞在正常情況下及神經(jīng)系統(tǒng)疾病中究竟扮演何種角色提供重要啟示，并將有助于最終找到針對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新的藥物治療靶點(diǎn)，有助于疾病的精準(zhǔn)治療。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突