向小玲，楊 琴，蘭長(zhǎng)駿，廖 萱

作者單位：1(637000)中國(guó)四川省南充市，川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院眼科；2(637000)中國(guó)四川省南充市，川北醫(yī)學(xué)院眼視光醫(yī)學(xué)院

references for further insights into pathogenesis as well as the prevention and treatment of myopia.

0引言

近視是全球最常見(jiàn)的疾病之一，亞洲部分地區(qū)年輕人的患病率高達(dá)80%～90%[1]，高度近視引起的黃斑和視網(wǎng)膜病變等已嚴(yán)重威脅人類的眼健康。大量研究結(jié)果表明，在由先天遺傳或后天環(huán)境所致異常視覺(jué)信號(hào)的作用下，眼內(nèi)生長(zhǎng)因子、神經(jīng)遞質(zhì)等信號(hào)通過(guò)視網(wǎng)膜-脈絡(luò)膜-鞏膜途徑引起鞏膜重塑和眼軸延長(zhǎng)，最終導(dǎo)致軸性近視的發(fā)生。其中，多巴胺(dopamine,DA)和乙酰膽堿(acetylcholine, Ach)是視網(wǎng)膜上兩類重要神經(jīng)遞質(zhì)，在眼球生長(zhǎng)和屈光發(fā)育的調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用。近幾年來(lái)，關(guān)于DA和Ach所在信號(hào)通路的研究較為深入，多巴胺能通路和膽堿能通路在近視的發(fā)展過(guò)程中也存在一定的聯(lián)系，具體作用機(jī)制仍在探索中。本文就多巴胺能通路和膽堿能通路在近視領(lǐng)域的作用及研究現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述。

1多巴胺能通路

DA是兒茶酚胺家族的一員，由多巴胺能神經(jīng)元合成，經(jīng)單胺囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)體轉(zhuǎn)運(yùn)至突觸小泡，釋放到細(xì)胞外與DA受體結(jié)合后啟動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。視網(wǎng)膜上主要存在兩類DA受體，其中D1類受體(D1-class receptors, D1R)包括D1和D5受體，通過(guò)激活腺苷酸環(huán)化酶提高環(huán)磷酸腺苷(cAMP)水平，而D2類受體(D2-class receptors, D2R)包括D2、D3和D4受體，可降低cAMP水平。視網(wǎng)膜上DA的代謝具有晝夜節(jié)律性和光依賴性，易受到干擾。形覺(jué)剝奪性近視(form-deprivation myopia,FDM)模型和透鏡誘導(dǎo)性近視(lens-induced myopia,LIM)模型表明近視的發(fā)生發(fā)展與DA密切相關(guān)，但DA對(duì)近視發(fā)生發(fā)展的具體影響機(jī)制尚無(wú)統(tǒng)一定論。

1.1DA含量對(duì)近視的影響大量的實(shí)驗(yàn)研究表明，視網(wǎng)膜中DA含量的改變與近視的發(fā)生發(fā)展有關(guān)。DA的新陳代謝具有晝夜節(jié)律性，白天高夜間低。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)形覺(jué)剝奪主要引起白天DA含量的降低[2]。Ji等[3]將4周齡小鼠在綠光和白光下分別飼養(yǎng)12wk，發(fā)現(xiàn)綠光組小鼠向近視方向漂移更多，并且DA含量更低。系統(tǒng)評(píng)價(jià)的結(jié)果表明戶外活動(dòng)對(duì)近視具有保護(hù)作用[4]，提示光照對(duì)近視的影響可能是通過(guò)改變視網(wǎng)膜DA的水平來(lái)實(shí)現(xiàn)的。Landis等[5]在單胺囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2表達(dá)下降的轉(zhuǎn)基因小鼠中發(fā)現(xiàn)，DA釋放減少的小鼠更容易發(fā)展為近視。使用視網(wǎng)膜酪氨酸羥化酶基因敲除小鼠模型的研究結(jié)果也支持DA的缺失與近視相關(guān)[6]。Thomson等[7-9]先后發(fā)現(xiàn)DA的前體左旋多巴和經(jīng)化學(xué)修飾后的氘化多巴胺也有與DA類似的抑制近視效果。最近的臨床縱向研究證實(shí)，DA的下游細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(ERK)信號(hào)通路也可以介導(dǎo)DA對(duì)近視的抑制過(guò)程[10]。這些研究提示DA與眼球生長(zhǎng)和屈光發(fā)育密切相關(guān)，其含量與近視的發(fā)生呈負(fù)相關(guān)。然而有少量研究結(jié)論相反。與6-羥多巴胺和利血平相似，高劑量的α2A腎上腺素能受體激動(dòng)劑可樂(lè)定和溴莫尼可引起雞視網(wǎng)膜DA含量的顯著降低，但卻抑制FDM[11]，推測(cè)是多種信號(hào)通路共同調(diào)控或藥物毒性所致的結(jié)果。另有研究表明視網(wǎng)膜DA含量與小鼠FDM并無(wú)顯著聯(lián)系[12]。

1.2DA受體對(duì)近視的影響研究發(fā)現(xiàn)非選擇性DA受體激動(dòng)劑阿樸嗎啡(apomorphine,APO)[13]和2-氨基-6,7-二羥基-1,2,3,4-四氫萘氫(2-amino-6,7-dihydroxy-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene,ADTN)可抑制FDM的發(fā)展[14]。APO也可以阻止由紅、綠頻閃光刺激所誘導(dǎo)的雞眼軸延長(zhǎng)[15]。Chen等[16]發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度的光照可抑制小鼠FDM的發(fā)展，并指出其機(jī)制與視網(wǎng)膜ON通路中D1R活性增加有關(guān)。以上研究表明DA受體與近視發(fā)生發(fā)展關(guān)系密切。Zhang等[17]發(fā)現(xiàn)D1R激動(dòng)劑SKF38393和D2R拮抗劑舒必利可抑制有色豚鼠FDM的進(jìn)展，且D2R激動(dòng)劑喹吡羅可以促進(jìn)其發(fā)展。類似的結(jié)果也出現(xiàn)在白化豚鼠的實(shí)驗(yàn)研究中[18]，證明DA兩類受體在近視發(fā)展過(guò)程中發(fā)揮相反的作用，二者可能存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。目前有關(guān)D2R作用的研究結(jié)果尚不統(tǒng)一。Huang等[19]向FDM小鼠腹腔注射喹吡羅，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低劑量時(shí)能抑制FDM的發(fā)展，而高劑量時(shí)反而會(huì)促進(jìn)其發(fā)展，并且這一雙向調(diào)節(jié)作用并未在D2R基因敲除小鼠中出現(xiàn)。但是Ward等[20]卻發(fā)現(xiàn)高劑量的喹吡羅和D2R拮抗劑螺哌隆均可抑制樹鼩FDM的進(jìn)展。另有報(bào)道喹吡羅抑制雞FDM，而螺哌隆無(wú)明顯作用[21]。這些不完全一致的研究結(jié)果提示多巴胺能信號(hào)通路影響近視可能存在更為復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。

2膽堿能通路

Ach是膽堿能系統(tǒng)中的一類重要神經(jīng)遞質(zhì)，通過(guò)與膽堿能受體結(jié)合發(fā)揮作用，與近視的發(fā)生和發(fā)展密切相關(guān)。根據(jù)對(duì)毒蕈堿和煙堿的不同反應(yīng)，膽堿能受體分為毒蕈堿型受體(muscarinic acetylcholine receptor, M受體)和煙堿型受體(nicotinic acetylcholine receptor, N受體)。目前，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究主要集中于M受體及其拮抗劑對(duì)近視發(fā)生發(fā)展的影響。

2.1M受體在近視中的作用M受體是三磷酸鳥苷結(jié)合蛋白(G蛋白)偶聯(lián)受體，包括M1、M2、M3、M4和M5五種亞型，在眼部組織發(fā)育中起著重要的調(diào)節(jié)作用。早期研究已證實(shí)實(shí)驗(yàn)性近視中，樹鼩視網(wǎng)膜中M受體各亞型的表達(dá)無(wú)差異，而豚鼠鞏膜中M1/4受體表達(dá)上調(diào)。Tong等[22]在形覺(jué)剝奪6wk的白化兔中發(fā)現(xiàn)，其睫狀肌和脈絡(luò)膜組織中M受體的五種亞型表達(dá)均下調(diào)，并且該作用可被地巴唑所抑制。豚鼠在綠色頻閃光誘導(dǎo)的近視眼模型中，鞏膜和視網(wǎng)膜上M1受體的表達(dá)均低于對(duì)照組[23]。這些研究結(jié)果的差異是否由物種和近視造模方法不同所導(dǎo)致，還有待進(jìn)一步研究。非選擇性M受體拮抗劑阿托品應(yīng)用于臨床近視防控的有效性已得到初步認(rèn)可，關(guān)于阿托品控制近視的相關(guān)機(jī)制遂成為研究熱點(diǎn)。已有報(bào)道阿托品可能是通過(guò)調(diào)控膽堿能M受體和α2腎上腺素能受體來(lái)發(fā)揮控制近視作用[24]，而非通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)途徑。另外，阿托品也可通過(guò)刺激視網(wǎng)膜上一氧化氮(nitric oxide, NO)、DA的釋放，及促進(jìn)鞏膜重塑過(guò)程來(lái)抑制近視的發(fā)展[25-26]。Carr等[27]通過(guò)阿托品和α2腎上腺素能受體激動(dòng)劑胍法辛聯(lián)合治療FDM雞，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合給藥的效果大于單獨(dú)注射，顯示二者具有疊加的效應(yīng)。阿托品控制近視的機(jī)制較為復(fù)雜，單一途徑并不能完全解釋其作用。

與阿托品效果類似，選擇性M1/M4受體拮抗劑哌侖西平可有效阻斷實(shí)驗(yàn)性近視的發(fā)生。雖然哌侖西平曾被用于兒童近視的治療，但其臨床效果仍不如阿托品。哌侖西平的生物利用度較差，而以1∶1的比例添加山梨酸配置成微膠粒后，其生物利用度可提高到1.5倍[28]。Nickla等[29]分別研究了哌侖西平和阿托品給藥時(shí)間對(duì)LIM雞的影響，發(fā)現(xiàn)哌侖西平在中午給藥時(shí)對(duì)近視抑制作用最佳，而阿托品的療效基本不受給藥時(shí)間的影響，這支持臨床上低濃度阿托品用于防控近視時(shí)在用藥時(shí)間上的非特異性。M4受體拮抗劑曼巴毒素3(Muscarinic toxin-3,MT-3)與阿托品類似，可以通過(guò)腎上腺素能受體發(fā)揮作用[24]，但MT-3的有效濃度范圍較阿托品更廣，可在較低的濃度下繼續(xù)抑制近視。此外，M2/M4受體拮抗劑喜巴辛也可通過(guò)抑制眼球生長(zhǎng)從而延緩FDM進(jìn)展，且尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)視網(wǎng)膜的毒性作用。多種M受體拮抗劑均可阻斷近視進(jìn)展，提示M受體是控制近視的重要靶點(diǎn)。

2.2N受體在近視中的作用N受體屬于興奮性跨膜陽(yáng)離子通道，已有報(bào)道視網(wǎng)膜N受體參與眼球生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控[30]。由于N受體的亞型繁多和性質(zhì)復(fù)雜，目前針對(duì)N受體對(duì)近視影響的研究較少，且主要集中于N受體激動(dòng)劑尼古丁。Thomson等[31]在雞的玻璃體腔內(nèi)注射尼古丁抑制了FDM進(jìn)展，但不能阻止玻璃體腔DA的下調(diào)。尼古丁是煙草煙霧的重要成分，母親產(chǎn)前或兒童時(shí)期被動(dòng)接觸煙草煙霧與兒童近視程度較輕或遠(yuǎn)視程度較高有關(guān)[32]?？商鎸幾鳛槟峁哦≡谌梭w內(nèi)的主要初級(jí)代謝產(chǎn)物，常用來(lái)衡量煙草煙霧的暴露程度。一項(xiàng)韓國(guó)的流行病學(xué)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，尿液中可替寧的水平與近視程度呈負(fù)相關(guān)[33]。整體而言，關(guān)于N受體對(duì)屈光的影響尚未完全闡明。

3多巴胺能通路與膽堿能通路之間的聯(lián)系

多巴胺能和膽堿能通路之間存在相互作用。胞磷膽堿是Ach合成途徑中膽堿的來(lái)源，因其安全性及耐受性被作為一種膳食補(bǔ)充劑，用于治療青光眼和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。FDM豚鼠視網(wǎng)膜DA表達(dá)下調(diào)，而腹腔注射胞磷膽堿使其DA水平增加[34]，提示胞磷膽堿可以刺激多巴胺能系統(tǒng)，通過(guò)增加DA的分泌水平從而延緩近視的發(fā)展，在近視防控上可能有良好的臨床應(yīng)用前景。Thomson等[31]向雞FDM模型眼玻璃體腔注射M受體激動(dòng)劑氧化震顫素和毛果蕓香堿后發(fā)現(xiàn)，與阿托品類似，兩者都可通過(guò)刺激DA的釋放進(jìn)而抑制FDM的發(fā)展；并指出膽堿能受體激動(dòng)劑和拮抗劑的作用相似，分析可能原因是膽堿能藥物的作用位點(diǎn)與其他受體存在交叉反應(yīng)[35]。膽堿能信號(hào)可能通過(guò)下游調(diào)節(jié)多巴胺能通路，從而在近視的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。

但并非所有研究都支持以上觀點(diǎn)。螺哌隆和毛果蕓香堿聯(lián)合用藥后可顯著減弱毛果蕓香堿對(duì)近視的抑制效果[31]。阿托品和MT-3均可有效抑制形覺(jué)剝奪眼眼軸的增長(zhǎng)，螺哌隆聯(lián)合MT-3可抑制MT-3對(duì)近視的控制效果[36]，但螺哌隆未能阻斷阿托品對(duì)近視的控制進(jìn)程[31]，可能原因是阿托品通過(guò)非膽堿能如5-羥色胺受體途徑發(fā)揮作用[37]。另有研究[38]顯示阿托品和APO都可抑制雞FDM進(jìn)展，但聯(lián)合用藥對(duì)FDM的抑制效果卻比阿托品單獨(dú)使用差，這可能與多巴胺能神經(jīng)元和膽堿能神經(jīng)元抑制近視機(jī)制不同有關(guān)。目前關(guān)于多巴胺能和膽堿能通路在近視中的相互作用仍有待進(jìn)一步明確。

阿托品和多巴胺能藥物用于控制近視時(shí)似乎存在共同的作用位點(diǎn)。Zhou等[13]發(fā)現(xiàn)FDM豚鼠的脈絡(luò)膜血流灌注明顯下降，分別使用APO和阿托品處理后，結(jié)果顯示二者都可以提高脈絡(luò)膜血流灌注，并阻斷近視發(fā)展。Ashby等[39]觀察到FDM雞視網(wǎng)膜中ZENK mRNA表達(dá)持續(xù)下降，而在玻璃體腔分別注射ADTN和阿托品1h后發(fā)現(xiàn)其表達(dá)均上調(diào)，提示阿托品和ADTN都在視覺(jué)發(fā)育的早期參與近視的調(diào)控。另外，NO是視網(wǎng)膜上的神經(jīng)遞質(zhì)之一，兼有第一、第二信使的特征，可介導(dǎo)DA對(duì)實(shí)驗(yàn)性近視的調(diào)控進(jìn)程[40]，同時(shí)也可參與阿托品控制近視的發(fā)展過(guò)程[25]，提示眼內(nèi)NO是一種關(guān)鍵信號(hào)，通過(guò)調(diào)控視覺(jué)信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)來(lái)影響眼球的生長(zhǎng)發(fā)育。多巴胺能通路、膽堿能通路和NO信號(hào)通路之間相互聯(lián)系，共同調(diào)控近視的發(fā)生發(fā)展。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，多巴胺能通路和膽堿能通路是近視發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的關(guān)鍵因素，通過(guò)構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)視網(wǎng)膜上關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行傳遞，從而在調(diào)控眼球生長(zhǎng)與屈光發(fā)育方面發(fā)揮重要作用。大部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持DA及M受體拮抗劑對(duì)實(shí)驗(yàn)性近視有抑制作用。隨著研究的深入，多巴胺能和膽堿能信號(hào)通路在近視發(fā)生和發(fā)展中的聯(lián)系也被進(jìn)一步揭示。藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)膽堿能信號(hào)的改變可能會(huì)影響眼部DA的合成，通過(guò)兩個(gè)系統(tǒng)藥物的聯(lián)合應(yīng)用發(fā)現(xiàn)兩條信號(hào)通路之間相互影響，可能存在共同的作用位點(diǎn)。但近視中兩通路之間的相互作用較為復(fù)雜，目前相關(guān)研究得出的結(jié)論尚不統(tǒng)一。未來(lái)仍需要更多的研究去充分認(rèn)識(shí)各信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)的作用機(jī)制，探討通路之間的相互作用的方式和關(guān)聯(lián)，從而建立完整的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以期進(jìn)一步地揭示近視發(fā)病機(jī)制。針對(duì)關(guān)鍵靶點(diǎn)進(jìn)行深入的分析和研究，基于靶點(diǎn)尋求特異性藥物或新技術(shù)，將有助于近視干預(yù)措施的設(shè)計(jì)，為臨床近視藥物的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。