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近視視網(wǎng)膜病變與CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路的相關(guān)性

2022-11-25 08:06龍丹寧莫亞何希郭傳恒馬捷
河北醫(yī)藥 2022年18期
關(guān)鍵詞:視網(wǎng)膜通路血管

龍丹寧 莫亞 何希 郭傳恒 馬捷

近視是一種多因素疾病,其特征是平行光聚焦在視網(wǎng)膜前方,而不是聚焦在放松眼睛的視網(wǎng)膜上。在視覺(jué)通路中,視網(wǎng)膜是第一個(gè)檢測(cè)光信號(hào)并將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元信號(hào)的地方。近視視網(wǎng)膜病變作為近視的主要并發(fā)癥之一,其對(duì)視功能有一定的危害,甚至引起失明,會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)、社會(huì)壓力和心理壓力。目前雖然對(duì)近視視網(wǎng)膜致病機(jī)制通路方面的研究頗多,例如前列腺素F2α-FP受體信號(hào)通路[1]、miRNA- mRNA信號(hào)通路[2]、多巴胺受體D1信號(hào)通路[3]等,但是對(duì)于自噬在近視視網(wǎng)膜病變研究方面尚未見(jiàn)報(bào)道,CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路作為新的研究熱點(diǎn)及經(jīng)典通路,已有研究表明二者存在相關(guān)性,且自噬和氧化應(yīng)激均與視網(wǎng)膜病變高度相關(guān),故本文將主要從這方面來(lái)闡述表達(dá),旨在為近視視網(wǎng)膜病變提供新的研究和治療方向。

1 近視與視網(wǎng)膜病變

1.1 近視總體概要 近視是全球范圍內(nèi)一種常見(jiàn)的眼病,近年來(lái)屈光不正尤其是近視的患病率在急劇上升,且呈低齡化趨勢(shì)[4]。2000年全球有近14億人近視,據(jù)估計(jì),到2050年此數(shù)字將高達(dá)48億,高度近視患病率占10億,且未矯正的近視將會(huì)是全球遠(yuǎn)距離視力障礙的主要原因[5]。近視進(jìn)一步發(fā)展導(dǎo)致的高度近視眼底病變會(huì)出現(xiàn)脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜萎縮、視網(wǎng)膜脫離、后鞏膜葡萄腫、視網(wǎng)膜撕裂及視網(wǎng)膜變薄等并發(fā)癥,可致不可逆的視力損害,甚至引起失明,且研究表明大多數(shù)不可逆的失明是由視網(wǎng)膜疾病引起的[6]。筆者發(fā)現(xiàn)目前尚不清楚近視確切的發(fā)病機(jī)制。多數(shù)研究認(rèn)為近視是由環(huán)境和遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素共同引起的[7],迄今為止發(fā)現(xiàn)的所有遺傳位點(diǎn)都表明屈光發(fā)育是由許多重疊的生物學(xué)過(guò)程介導(dǎo)的異質(zhì)過(guò)程,因此不可能由一個(gè)基因(或基因家族)單獨(dú)負(fù)責(zé)視網(wǎng)膜萎縮或新生血管病變的發(fā)展[8],有一些環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素例如競(jìng)爭(zhēng)性和壓力性教育系統(tǒng)[9],睡眠時(shí)間變短,戶外活動(dòng)時(shí)間減少及長(zhǎng)時(shí)間觀看電子產(chǎn)品等也參與近視的形成過(guò)程。已有研究表明控制近視進(jìn)展可以使近視視網(wǎng)膜疾病的相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)降低約3倍[10],因此,在近視的進(jìn)展過(guò)程中需要采取有效策略來(lái)延緩近視的發(fā)生發(fā)展并預(yù)防并發(fā)癥的出現(xiàn),以避免視功能障礙,進(jìn)一步影響生活質(zhì)量。

1.2 近視的視網(wǎng)膜病變

1.2.1 視網(wǎng)膜厚度:視網(wǎng)膜位于眼球壁的內(nèi)層,為一層柔軟而透明的膜,其是由色素上皮層和視網(wǎng)膜感覺(jué)層組成。視網(wǎng)膜有包含感知圖像焦點(diǎn)的機(jī)制,可在屈光發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生調(diào)節(jié)眼睛生長(zhǎng)的信號(hào)。屈光狀態(tài)的改變將伴隨眼軸長(zhǎng)度的改變,在組織學(xué)上,眼軸的變長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜的生物力學(xué)伸展,進(jìn)而引起視網(wǎng)膜變薄[11],影響視網(wǎng)膜細(xì)胞的供血和供氧[12]。近視程度與視網(wǎng)膜厚度顯著相關(guān),隨著近視程度的增加,小凹旁和小凹周圍區(qū)域的視網(wǎng)膜厚度將會(huì)迅速減小[13],主要與赤道和赤道前區(qū)域的視網(wǎng)膜厚度變薄有關(guān),中央凹區(qū)域受影響較小,水平軸和垂直軸的視網(wǎng)膜厚度的也是不對(duì)稱的[14]。有研究表明近視兒童的中心凹旁視網(wǎng)膜厚度平均變薄6 μm,然而在18個(gè)月內(nèi),視網(wǎng)膜厚度和各層的縱向變化幅度很小(18個(gè)月內(nèi)平均變化< 2 μm),且在12歲時(shí)的顳側(cè)視網(wǎng)膜厚度變薄與隨后1年內(nèi)的眼軸增長(zhǎng)有強(qiáng)烈的相關(guān)性,在性別上男孩的眼軸長(zhǎng)度增加較女孩多[15]。在高度近視眼中黃斑部的個(gè)體視網(wǎng)膜厚度與眼軸<26 mm的眼睛年齡呈負(fù)相關(guān),主要是在內(nèi)層視網(wǎng)膜、光感受器和總視網(wǎng)膜中,可能原因?yàn)樗ダ吓c視網(wǎng)膜神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞損傷有關(guān)[16]。

1.2.2 視網(wǎng)膜氧供:視網(wǎng)膜是一個(gè)需氧量高、新陳代謝強(qiáng)、氧化還原反應(yīng)活躍的組織。在生理?xiàng)l件下,視網(wǎng)膜不斷受到外界光線的刺激,引起光氧化作用,促進(jìn)氧自由基的形成。此外,細(xì)胞內(nèi)的有效抗氧化劑,如超氧化物歧化酶是可以及時(shí)清除氧自由基的。氧氣主要通過(guò)兩種方式組合傳遞到視網(wǎng)膜,包括脈絡(luò)膜血管床和視網(wǎng)膜脈管系統(tǒng)。視網(wǎng)膜作為主要的耗氧組織之一,而且還作為人體中氧化環(huán)境最明顯的組織之一,在光感受器內(nèi)節(jié)盤膜和內(nèi)部叢狀層的區(qū)域中視網(wǎng)膜最容易發(fā)生缺氧[17]。隨著近視程度的加深,黃斑區(qū)淺表和深層視網(wǎng)膜血管密度降低[18],血管的異常會(huì)改變氧氣的供應(yīng),自由基超氧化物或過(guò)氧亞硝酸鹽的產(chǎn)生會(huì)損害視網(wǎng)膜導(dǎo)致視網(wǎng)膜萎縮、視網(wǎng)膜脫離等的出現(xiàn),因?yàn)檠劬ρ芑癁橐暰W(wǎng)膜提供了較高的局部氧氣壓力。視網(wǎng)膜中的氧化應(yīng)激還會(huì)引起視網(wǎng)膜色素上皮層細(xì)胞變性和感光細(xì)胞的丟失[19],視網(wǎng)膜的退行性病變又促進(jìn)近視形成和發(fā)展。

1.2.3 視網(wǎng)膜血管:視網(wǎng)膜是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一部分,具有大腦特有的新陳代謝,且眼部的代謝水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于腦組織,視網(wǎng)膜的高能量需求通常與大量代謝物匹配,當(dāng)視網(wǎng)膜血流受損時(shí)視網(wǎng)膜神經(jīng)元有興奮性毒性細(xì)胞死亡的風(fēng)險(xiǎn)[20]。視網(wǎng)膜微血管網(wǎng)絡(luò)維持眼內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),可直接為視網(wǎng)膜組織提供氧氣和營(yíng)養(yǎng),近視性血管損傷致使穩(wěn)態(tài)失衡而會(huì)引起細(xì)胞變性壞死,導(dǎo)致近視視網(wǎng)膜疾病甚至喪失視功能。脈絡(luò)膜作為眼睛的血管層可間接為外層視網(wǎng)膜提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)。近視導(dǎo)致眼軸延長(zhǎng)會(huì)機(jī)械拉伸視網(wǎng)膜組織,并隨著軸向伸長(zhǎng)方向使視盤傾斜,從而導(dǎo)致視網(wǎng)膜中央凹旁微血管密度減少[21],視網(wǎng)膜小動(dòng)脈血氧飽和度降低,中央凹無(wú)血管區(qū)面積增大,且深層視網(wǎng)膜血管密度減少與視網(wǎng)膜平均光敏感度、最佳矯正視力的降低密切相關(guān)。此外,視盤傾斜程度與乳頭周及深小凹旁血管密度和中央凹無(wú)血管區(qū)面積呈正相關(guān)。同時(shí)伴隨近視的進(jìn)展,眼軸延長(zhǎng)使視網(wǎng)膜厚度變薄會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞變性,從而引起血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子產(chǎn)生和微血管密度的相應(yīng)降低[22],在高度近視眼中會(huì)出現(xiàn)淺表血管密度降低,視網(wǎng)膜外流量增加[23],而視網(wǎng)膜微血管血流速度保持不變。視網(wǎng)膜微血管網(wǎng)絡(luò)的改變可能歸因于隨著近視進(jìn)展而發(fā)生的眼軸延長(zhǎng),對(duì)視網(wǎng)膜微血管系統(tǒng)的新定量分析可能有助于表征近視的潛在病理生理學(xué),并能夠及早發(fā)現(xiàn)和預(yù)防近視性視網(wǎng)膜病變[24]。

1.2.4 視網(wǎng)膜微生態(tài):視網(wǎng)膜色素上皮是高度特化的單層色素細(xì)胞,在神經(jīng)視網(wǎng)膜和血管脈絡(luò)膜之間形成屏障,在維持視網(wǎng)膜穩(wěn)態(tài)方面起著非常重要的作用。視網(wǎng)膜作為感光組織,可檢測(cè)和處理視覺(jué)圖像[25],它是通過(guò)感測(cè)光并產(chǎn)生脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的,然后通過(guò)視神經(jīng)將其傳輸?shù)酱竽X[26]。視網(wǎng)膜細(xì)胞可在屈光發(fā)育過(guò)程中產(chǎn)生調(diào)節(jié)眼睛生長(zhǎng)的信號(hào),其中散焦圖像對(duì)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)影響顯著,例如可降低視神經(jīng)中峰值的頻率。在近視患者中發(fā)現(xiàn)多焦視網(wǎng)膜電圖反應(yīng)密度下降,這種改變主要是由于視網(wǎng)膜感受器功能受損所致[27]。線粒體功能障礙可改變有氧能量代謝,與許多視網(wǎng)膜疾病有關(guān),其中包括感光細(xì)胞變性[28]。Ca2+在視桿和視錐感光細(xì)胞的功能和存活中起重要作用,因此保持適當(dāng)?shù)腃a2+穩(wěn)態(tài)對(duì)光感受器的健康和生存至關(guān)重要[29]。血清 25-羥基維生素 D與近視發(fā)展及眼部炎癥呈負(fù)相關(guān)趨勢(shì),維生素 D 可在Ca2+調(diào)節(jié)功能中起作用,例如抗氧化或抗炎。體內(nèi)和體外的既往研究均表明,近視發(fā)生過(guò)程中視網(wǎng)膜色素上皮組織形態(tài)學(xué)和離子穩(wěn)態(tài)發(fā)生變化,且視網(wǎng)膜色素上皮分泌的多巴胺、乙酰膽堿等神經(jīng)遞質(zhì)和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)-β、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子和胰島素樣生長(zhǎng)因子等多種生長(zhǎng)因子與近視發(fā)展過(guò)程密切相關(guān)[30]。與室內(nèi)光線相比,室外陽(yáng)光有更強(qiáng)烈的短波輻射,視網(wǎng)膜多巴胺水平會(huì)隨著短波光的反應(yīng)而增加,視網(wǎng)膜電路中的紫外線錐體可能是短波光保護(hù)的基礎(chǔ)[31]。Yang等[32]研究發(fā)現(xiàn)近視進(jìn)展與葡萄糖含量增加和脂質(zhì)生物合成減少之間呈負(fù)相關(guān),在近視進(jìn)展過(guò)程中檢測(cè)到大部分已知的氨基酸,發(fā)現(xiàn)酪氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、異亮氨酸均是減少的。

2 CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路在近視視網(wǎng)膜病變中的運(yùn)用

2.1 CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路 AMP激活蛋白激酶(AMP-activated protein kinase,AMPK)是由一個(gè)催化α亞基和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基β和γ組成的異構(gòu)復(fù)合物[33],不同組合可創(chuàng)建12個(gè)不同的AMPK復(fù)合物。α亞基包含激酶結(jié)構(gòu)域和關(guān)鍵殘基Thr172,該殘基被上游激酶磷酸化。β亞基包含碳水化合物結(jié)合模塊,該模塊允許AMPK與糖原結(jié)合。γ亞基使AMPK能夠響應(yīng)ATP與AMP比率的變化,因?yàn)樗膫€(gè)串聯(lián)腺嘌呤核苷酸β-合酶結(jié)構(gòu)域,并與腺嘌呤核苷酸結(jié)合。Ca2+是二級(jí)信使,在細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)中起重要作用,鈣調(diào)蛋白(Calmodulin,CaM)是一種較小的蛋白質(zhì)[34],CaMKKβ為CaMKK的一種亞型,是被細(xì)胞內(nèi)鈣水平升高激活的主要激酶。

AMPK是能量穩(wěn)態(tài)的中央調(diào)節(jié)器[35],被提議用來(lái)調(diào)節(jié)能量穩(wěn)態(tài)[36],細(xì)胞生長(zhǎng),自噬和線粒體生物學(xué)[37]。作為細(xì)胞能量傳感器,AMPK具有兩種激活模式,可以通過(guò)細(xì)胞本身或通過(guò)AMPK介導(dǎo)的上游酶激活[38]。上游AMPK激酶CaMKKβ可以在響應(yīng)細(xì)胞Ca2+增加的情況下激活A(yù)MPK[39],而不需要ATP/ADP/AMP水平的任何顯著變化[40],AMPK的最獨(dú)特的核苷酸非依賴性調(diào)節(jié)是CAMKKβ將Thr172磷酸化[41]。

CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞能量代謝的經(jīng)典途徑之一[42]。AMPK不僅是氧化還原信號(hào)的傳感器,而且一旦被激活也起著抗氧化的作用[43],氧化應(yīng)激已被認(rèn)為是導(dǎo)致近視發(fā)生的潛在機(jī)制[44],近期也有研究首次提出近視、氧化應(yīng)激以及生長(zhǎng)因子3個(gè)因素可在近視患者中共存。

2.2 自噬與CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路 自噬是一種基本的分解代謝機(jī)制,可維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài),最早由De Duve[45]于1963年提出在巨噬細(xì)胞自噬過(guò)程中,噬菌體的成核和膨脹導(dǎo)致自噬體形成,隨后自噬體成熟,與溶酶體融合,產(chǎn)生自溶酶體[46],它降解異?;蚴軗p的蛋白質(zhì)和細(xì)胞器[47],最終的分解產(chǎn)物,例如氨基酸,核苷,碳水化合物和脂肪酸,為生物合成和能量產(chǎn)生提供了底物,從而維持了細(xì)胞的新陳代謝[48]。自噬主要可以分為三種類型:宏觀自噬,伴侶介導(dǎo)的自噬和微自噬。

自噬水平在生理?xiàng)l件下較低,但在低氧條件下可增加,這種增加可以加重傷害,但也可以起到保護(hù)作用。自噬在免疫系統(tǒng)中有多個(gè)角色,例如調(diào)節(jié)炎癥,參與微生物的降解等[49]。活化的AMPK調(diào)節(jié)各種代謝過(guò)程,包括自噬,還可以上調(diào)線粒體的自噬降解(有絲分裂),因?yàn)樗梢哉T導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)中受損的線粒體破碎,并促進(jìn)自噬機(jī)制向受損的線粒體移位[50]。1993年Gordon等第一次報(bào)告了Ca2+對(duì)自噬的調(diào)節(jié)[51],自噬與細(xì)胞內(nèi)Ca2+調(diào)節(jié)相關(guān),對(duì)細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞外Ca2+離子的去除可抑制自噬。最近的研究證明Ca2+可通過(guò)CaMKKβ激活A(yù)MPK,進(jìn)一步抑制mTOR并激活自噬,CAMKKβ抑制劑可有效阻斷AMPK活性和自噬通量,從而降低細(xì)胞活力[52]。自噬的有效控制對(duì)于開(kāi)發(fā)針對(duì)缺氧性損傷的新治療策略至關(guān)重要[53]。

2.3 CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路在近視視網(wǎng)膜病變中的應(yīng)用 由于近視而引起的視網(wǎng)膜病變通常會(huì)導(dǎo)致視力障礙,其潛在的分子機(jī)制在很大程度上尚不清楚[54]。直到最近,研究才專注于自噬在視覺(jué)系統(tǒng)中的作用。自噬的經(jīng)典過(guò)程可以概括為5個(gè)步驟:起始/成核,延伸,成熟,融合和降解[55]。眼睛,尤其是視網(wǎng)膜,暴露于各種環(huán)境損害和壓力下,包括基因突變和與年齡有關(guān)的變化,這些都會(huì)導(dǎo)致功能障礙[56]。近視視網(wǎng)膜疾病中,自噬起著雙重作用:促進(jìn)視網(wǎng)膜細(xì)胞的存活和死亡。正常水平的自噬有助于視網(wǎng)膜細(xì)胞防御有害壓力。但是,自噬過(guò)多會(huì)導(dǎo)致視網(wǎng)膜退化[57]及視網(wǎng)膜毛細(xì)血管周細(xì)胞死亡。在近視小鼠研究中發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜神經(jīng)生長(zhǎng)因子相關(guān)受體的表達(dá)增加,其與視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞凋亡密切相關(guān)。同時(shí)在形覺(jué)剝奪性近視形成過(guò)程中發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜色素上皮層細(xì)胞中的Ca2+濃度增高,進(jìn)一步激活CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路而誘發(fā)自噬。

線粒體的選擇性自噬,稱為線粒體吞噬,是重要的線粒體質(zhì)量控制機(jī)制[58],許多視網(wǎng)膜病變,例如糖尿病性視網(wǎng)膜病變中繼發(fā)性視錐細(xì)胞感光細(xì)胞死亡,都與線粒體功能障礙直接或間接相關(guān)[59],同時(shí)相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明在近視小鼠視網(wǎng)膜微血管內(nèi)皮細(xì)胞中,自噬可通過(guò)CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路在缺氧狀態(tài)下被激活,從而起到對(duì)視網(wǎng)膜的調(diào)控作用。在近視視網(wǎng)膜疾病形成過(guò)程中炎性因子也參與疾病進(jìn)展,例如白介素-6、腫瘤壞死因子-α、核因子kB等,CaMKKβ/AMPK可在炎性因子的刺激下被激活起到抗炎作用,多種作用協(xié)同可對(duì)近視視網(wǎng)膜疾病起到調(diào)控作用。

3 近視視網(wǎng)膜疾病分子細(xì)胞機(jī)制及信號(hào)通路探索

3.1 近視視網(wǎng)膜疾病的探索

3.1.1 近視的治療現(xiàn)狀:近視目前全球高患病率及低齡化趨勢(shì),已成為青少年的首要眼病,同時(shí)已有研究證實(shí)在近視進(jìn)展過(guò)程中大多數(shù)不可逆的失明是由視網(wǎng)膜疾病引起的,例如引起的眼底并發(fā)癥脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜萎縮、視網(wǎng)膜變薄、視網(wǎng)膜脫離、視網(wǎng)膜劈裂等,其中視網(wǎng)膜的內(nèi)層劈裂多發(fā)生在神經(jīng)纖維層和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層,由內(nèi)部牽拉引起(即玻璃體、內(nèi)界膜牽引及視網(wǎng)膜血管微褶皺牽拉引起),外層視網(wǎng)膜劈裂多發(fā)生在外叢狀層和外顆粒層(主要由外部牽拉,即后鞏膜葡萄腫)[60]。雖然近視引起的視覺(jué)模糊癥狀通過(guò)光學(xué)方式可以矯正,但近視問(wèn)題不僅僅在于光學(xué)方面,還在于眼部的病理改變。目前對(duì)于近視的治療已提出多種方法干預(yù),例如生活方式干預(yù)、藥理干預(yù)、光學(xué)策略及屈光手術(shù)治療等多種方法,但在肯定治療效果的前提下也出現(xiàn)了不可避免的并發(fā)癥,例如使用不同濃度的阿托品滴眼液會(huì)引起畏光、視力模糊以及停藥后近視反彈等的并發(fā)癥,屈光手術(shù)會(huì)產(chǎn)生一過(guò)性或永久性眩光或光暈,尤其是夜間視力下降等。因此為進(jìn)一步改善近視的致病及發(fā)展途徑,開(kāi)始從潛在分子/細(xì)胞機(jī)制探索。

3.1.2 近視視網(wǎng)膜疾病的分子細(xì)胞機(jī)制探索:視網(wǎng)膜作為眼部耗氧和易發(fā)生氧化應(yīng)激組織之一,對(duì)維持眼部穩(wěn)態(tài)起著至關(guān)重要的作用。視網(wǎng)膜任何血管異常都會(huì)改變氧氣供應(yīng)并可能導(dǎo)致暫時(shí)性缺氧。視網(wǎng)膜中的氧化應(yīng)激會(huì)引發(fā)一系列并發(fā)癥,包括色素上皮層和光感受器的功能喪失,嚴(yán)重影響視力,并在近視視網(wǎng)膜形成過(guò)程中,色素上皮層的Ca2+濃度會(huì)增高,Ca2+的增加過(guò)多會(huì)引起視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞的變性。視網(wǎng)膜毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)直接為視網(wǎng)膜組織提供氧氣和營(yíng)養(yǎng),這可能促使視網(wǎng)膜更容易受到近視相關(guān)改變的影響,同時(shí)Yuan等[61]研究發(fā)現(xiàn)輕度眼內(nèi)炎癥近視性視網(wǎng)膜病變的發(fā)生和發(fā)展中也起重要作用。此外,在晶狀體誘發(fā)近視和形式剝奪性近視治療后,視網(wǎng)膜中許多基因的表達(dá)水平也發(fā)生了變化。已有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)在近視早期豚鼠視網(wǎng)膜有顯著的脂質(zhì)代謝異常[62]。通常,每個(gè)視網(wǎng)膜可以檢測(cè)到 1 000 多個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)。其中 32 個(gè)在近視和未治療的視網(wǎng)膜之間顯示出差異表達(dá),例如β-肌動(dòng)蛋白、烯醇化酶 1、胞質(zhì)蘋果酸脫氫酶等[63]。視網(wǎng)膜連接蛋白35/36的功能調(diào)節(jié)對(duì)于近視視網(wǎng)膜中的視覺(jué)信號(hào)傳遞過(guò)程至關(guān)重要,在近視視網(wǎng)膜蛋白質(zhì)點(diǎn)很多受Ca2+的影響,進(jìn)一步激活CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路引起自噬,對(duì)近視視網(wǎng)膜疾病起到調(diào)節(jié)作用。

3.2 近視視網(wǎng)膜疾病與CaMKKβ和 AMPK信號(hào)通路

3.2.1 自噬與Ca2+信號(hào):自噬作為一種生理細(xì)胞過(guò)程,可在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行溶酶體介導(dǎo)的自我消化和再循環(huán)來(lái)維持穩(wěn)態(tài),例如在近視視網(wǎng)膜缺氧或暴露于分子等細(xì)胞壓力條件下,自噬機(jī)制可被激活。自噬也可影響免疫反應(yīng)的幾個(gè)關(guān)鍵組成部分,因此在調(diào)節(jié)近視視網(wǎng)膜炎性反應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。Ca2+作為機(jī)體各項(xiàng)生理活動(dòng)不可缺少的離子,可對(duì)自噬起到雙向調(diào)節(jié)作用。在過(guò)去的十年中,Ca2+信號(hào)在自噬調(diào)節(jié)中的作用引起了很多爭(zhēng)議。盡管各種信號(hào)信使和下游通路都參與自噬調(diào)節(jié),但最近Ca2+已被認(rèn)為是不同細(xì)胞類型中這一過(guò)程的重要參與者。自噬正常進(jìn)行所需的Ca2+信號(hào)可以源自特定的細(xì)胞內(nèi)來(lái)源(高爾基體、溶酶體或其他酸性囊泡等)或通過(guò)不同的Ca2+通道來(lái)自細(xì)胞外介質(zhì),如激活下游效應(yīng)器,Ca2+與CaMKKβ/AMKP 信號(hào)通路相關(guān)[64]。Ca2+可(維生素 D3、毒胡蘿卜素等)通過(guò)涉及 CaMKKβ和 AMPK 的信號(hào)通路抑制 MTOR 的活性,從而誘導(dǎo)自噬體積累。此外Ca2+信號(hào)傳導(dǎo)也可以獨(dú)立于Ca2+介導(dǎo)的 AMPK 激活誘導(dǎo)自噬[65]。Ca2+通道作為離子通道的一種,控制自噬發(fā)生的機(jī)制在于可介導(dǎo)離子流入/流出細(xì)胞或細(xì)胞器,控制跨細(xì)胞膜的電位差,另一個(gè)機(jī)制是可調(diào)節(jié)脂質(zhì)從細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器和質(zhì)膜到吞噬細(xì)胞組裝位點(diǎn)的轉(zhuǎn)移。

3.2.2 CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路的激活: AMPK 是關(guān)鍵的細(xì)胞能量傳感器和代謝穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)器。通常AMPK 有兩種激活模式,可以被細(xì)胞本身激活,也可以被 AMPK 介導(dǎo)的上游酶激活。在其上游蛋白質(zhì)中, CaMKKβ是一種重要的上游活化酶,與細(xì)胞代謝有關(guān)。而CaMKKβ/AMPK信號(hào)通路是調(diào)節(jié)細(xì)胞能量代謝的經(jīng)典通路之一。激活的AMPK上調(diào)分解代謝途徑并下調(diào)合成代謝途徑以促進(jìn)外周組織中ATP的生成。在細(xì)胞應(yīng)激期間ATP與 AMP 的比率下降,該蛋白激酶就會(huì)被激活。AMPK 激活會(huì)下調(diào)消耗能量的途徑,例如蛋白質(zhì)合成,同時(shí)上調(diào)產(chǎn)生 ATP 的途徑,例如脂肪酸氧化。既往對(duì)AMPK活性基因的研究表明在 CaMKKβ 下游激活的 AMPK 存在于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)中。CaMKKβ是一種重要的Ca2+通道激酶,Green等[66]研究表明CaMKKβ/AMPK 復(fù)合物存在于靜息細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中以及在 Ca2+刺激之后,在Ca2+刺激后 AMPK 的激活首先發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中,然后再在細(xì)胞核中激活。Ca2+可提高細(xì)胞溶質(zhì)鈣濃度,通過(guò)激活CaMKKβ/AMPK途徑引起自噬,此外淀粉樣蛋白β也通過(guò)相同的 CaMKKβ/AMPK 信號(hào)通路促進(jìn)自噬囊泡的形成??蓪?duì)近視的視網(wǎng)膜病變進(jìn)行預(yù)防及治療,同時(shí),對(duì)近視進(jìn)展過(guò)程中的氧化應(yīng)激、眼部炎癥、疼痛等也有一定的改善作用。

總之,近視會(huì)引起眼部相應(yīng)的視網(wǎng)膜病變,例如視網(wǎng)膜變薄,視網(wǎng)膜萎縮等,既往研究已經(jīng)證明氧化應(yīng)激和自噬與近視視網(wǎng)膜疾病密切相關(guān),在視網(wǎng)膜發(fā)育的生理過(guò)程中會(huì)消耗大量的氧氣,近視導(dǎo)致視網(wǎng)膜生物力學(xué)的拉伸會(huì)進(jìn)一步增加耗氧量,并且在近視形成過(guò)程中,視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞中Ca2+濃度增高[67],上游AMPK激酶CaMKKβ可以在響應(yīng)細(xì)胞Ca2+增加的情況下激活A(yù)MPK,從而調(diào)節(jié)能量穩(wěn)態(tài)、細(xì)胞生長(zhǎng)、自噬和線粒體生物學(xué),進(jìn)一步應(yīng)對(duì)近視視網(wǎng)膜損傷,防止近視視網(wǎng)膜病變。

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