Müller細(xì)胞分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子影響因素的研究進(jìn)展

1、    Müller細(xì)胞分泌血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子影響因素的研究進(jìn)展作者：王 瑜，董 宇，孫雅彬，宋 鄂 作者單位：吉林大學(xué)第一醫(yī)院眼科，吉林 長(zhǎng)春 130021【關(guān)鍵詞】 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，糖尿病視網(wǎng)膜病變，Müller細(xì)胞血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)與糖尿病視網(wǎng)膜病變(Diabetic retinopathy，DR)的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，促進(jìn)了視網(wǎng)膜新生血管的形成。DR是最嚴(yán)重的糖尿病眼部并發(fā)癥之一，其致盲率占眼科雙眼盲的第一位。因此，研究刺激VEGF分泌增多的因素，從

2、而控制DR新生血管的形成有著重要意義。VEGF的分泌受多種因素的影響，眼部視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞分泌VEGF主要受缺氧、高糖、胰島素的 通訊作者：宋 鄂影響。本文就近年來(lái)關(guān)于視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞分泌VEGF影響因素的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展作一綜述。VEGF分泌受多種因素的影響，目前研究已經(jīng)證明DR時(shí)Müller細(xì)胞分泌VEGF增多1，因此我們可以通過(guò)研究刺激Müller細(xì)胞VEGF分泌增多的因素，尋找控制DR新生血管形成的有效途徑。影響VEGF表達(dá)的因素主要有缺氧、瘤基因、抑瘤基因、多種生長(zhǎng)因子、高糖及高胰島素水平等24，而眼部視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞

3、分泌VEGF主要受缺氧、高糖、胰島素的影響。1 VEGF的理化特性人類VEGF基因位于6p21.3，編碼基因長(zhǎng)14kb，由8個(gè)外顯子及7個(gè)內(nèi)含子構(gòu)成，基因全長(zhǎng)28kb，編碼產(chǎn)物為同源二聚體糖蛋白，由分子量為1722kD的相同亞基通過(guò)二硫鍵相連，由于其mRNA拼接不同具有5種形式，即VEGF121、VEGF165、VEGF189、VEGF206和VEGF145，以VEGF165較為常見。正常情況下，某些富含血管的組織(如腎、胚胎組織、創(chuàng)傷修復(fù)期組織)中均發(fā)現(xiàn)有VEGF的表達(dá)。在眼內(nèi)，多種細(xì)胞可以分泌VEGF，如Müller細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞等，主要有兩種受體VEGF-R1、VEGF-R2，

4、主要分布在血管內(nèi)皮細(xì)胞，VEGF通過(guò)特異性作用于內(nèi)皮細(xì)胞上的VEGF受體，調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂和血管通透性和血管緊張性。2 VEGF的生物學(xué)功能2.1 提高血管通透性：研究表明，VEGF可誘導(dǎo)緊密聯(lián)接蛋白Occludin和Zonula Occluden-1的快速磷酸化5，刺激內(nèi)皮細(xì)胞降解基底膜，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞的分裂、增生、遷移和毛細(xì)血管的生成，也可以增加氧自由基的產(chǎn)生，引起視網(wǎng)膜毛細(xì)血管通透性增加67，從而引起血漿中蛋白類物質(zhì)的外滲，在細(xì)胞外基質(zhì)中形成纖維蛋白凝膠，允許和支持新生血管和基質(zhì)細(xì)胞的內(nèi)向生長(zhǎng)，形成高度血管化的結(jié)締組織8。2.2 促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的遷移、增殖和血管形成：VEGF是一種內(nèi)皮細(xì)

5、胞的特異性有絲分裂原，主要通過(guò)旁分泌途徑起作用，可以促進(jìn)體外培養(yǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞分裂、增殖，在體內(nèi)也可以誘導(dǎo)新生血管的形成9。2.3 改變細(xì)胞外基質(zhì)：VEGF可以誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)尿激酶型和組織型纖溶酶原激活物、纖溶酶原激活物抑制劑-1以及間質(zhì)膠原酶，也可以導(dǎo)致一些細(xì)胞外基質(zhì)成分在血管壁中的異常沉積10。這些作用均可以改變細(xì)胞外基質(zhì)，使其更易于血管生長(zhǎng)。3 影響Müller細(xì)胞分泌VEGF的因素3.1 高糖對(duì)VEGF分泌的影響:VEGF是一種特異性的血管生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子，與血管的形成和增生密切相關(guān)。王越暉等人11的研究發(fā)現(xiàn)，高糖條件下培養(yǎng)的Müller細(xì)胞VEGF蛋白質(zhì)和mRNA表達(dá)與

6、對(duì)照組相比明顯增強(qiáng)(P<0.01)，且隨著濃度的增加逐漸增強(qiáng)(P<0.01)，說(shuō)明葡萄糖可通過(guò)增加VEGF蛋白質(zhì)的表達(dá)而加速DR的進(jìn)展，這種蛋白的增加是通過(guò)轉(zhuǎn)錄水平調(diào)節(jié)的。Lutty等12對(duì)糖尿病與非糖尿病患者視網(wǎng)膜VEGF免疫組化研究表明，糖尿病患者視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮細(xì)胞VEGF免疫反應(yīng)明顯增高，而非糖尿病患者視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞及周細(xì)胞染色較弱。Sone等13發(fā)現(xiàn)VEGF可以通過(guò)蛋白激酶C途徑刺激葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)載體(Glucose transporter-1，GLUT-1)由細(xì)胞質(zhì)移位到細(xì)胞膜，增加葡萄糖的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)葡萄糖水平增高。同時(shí)，葡萄糖水平的增高進(jìn)一步刺激Mü

7、ller細(xì)胞分泌VEGF增多。因此，糖尿病患者血糖水平升高，也是加重視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞分泌VEGF增多的重要因素。3.3 胰島素對(duì)視網(wǎng)膜VEGF表達(dá)的調(diào)節(jié)：部分臨床研究證實(shí),強(qiáng)化胰島素治療可能引起一些病人的視網(wǎng)膜病變惡化。目前對(duì)高血糖、缺血、缺氧引起DR，的研究較多，而對(duì)胰島素引起DR，或胰島素誘導(dǎo)Müller細(xì)胞表達(dá)VEGF進(jìn)而促使DR進(jìn)展的研究報(bào)道較少。宋鄂等23通過(guò)觀測(cè)不同濃度胰島素對(duì)體外培養(yǎng)的視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞表達(dá)VEGF的影響，觀察Müller細(xì)胞中VEGF表達(dá)的變化。發(fā)現(xiàn)VEGF表達(dá)量隨著胰島素濃度升高及作用時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，不同

8、胰島素濃度間差異無(wú)顯著意義，但均高于對(duì)照組。在應(yīng)用胰島素早期，胰島素可能通過(guò)激活視網(wǎng)膜周細(xì)胞的K+通道，使膜出現(xiàn)去極化，引起周細(xì)胞收縮，減少血流，導(dǎo)致視網(wǎng)膜缺血、缺氧，并使毛細(xì)血管通透性增強(qiáng)，刺激VEFG分泌，促進(jìn)DR進(jìn)展24。研究表明，胰島素還可刺激微血管內(nèi)皮細(xì)胞DNA的合成，加速內(nèi)皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)血管芽的形成，導(dǎo)致血管新生25。胰島素和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1(Insulin like growth factor-1，IGF-1)具有一定同源性，因此胰島素可與IGF-1受體部分結(jié)合，在視網(wǎng)膜毛細(xì)血管周細(xì)胞上，通過(guò)IGF-1受體上調(diào)VEGF的表達(dá)。高濃度胰島素可能通過(guò)刺激Müller細(xì)

9、胞編碼VEGF基因的轉(zhuǎn)錄，增強(qiáng)VEGF蛋白的表達(dá)，進(jìn)而促使DR的發(fā)生和發(fā)展。胰島素治療被認(rèn)為是糖尿病患者的福音,以上研究說(shuō)明胰島素已成為PDR進(jìn)展的獨(dú)立性危險(xiǎn)因素。所以在臨床上糖尿病患者應(yīng)用胰島素控制血糖的同時(shí)，可能促進(jìn)了DR的發(fā)展，因此揭示胰島素促進(jìn)VEGF分泌增多的機(jī)制十分重要，有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究。了解影響視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞分泌VEGF增多的主要因素，我們就可以積極的控制這些影響因素的發(fā)生，從而控制VEGF在眼內(nèi)的表達(dá)，減少新生血管的形成，對(duì)糖尿病視網(wǎng)膜病變的治療有著重要意義。但是這些影響因素刺激VEGF表達(dá)的具體機(jī)制還不是很清楚，有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究，從而找到控制DR

10、患者眼內(nèi)VEGF升高的切入點(diǎn)，抑制視網(wǎng)膜新生血管的形成，達(dá)到預(yù)防和治療早期DR的目的?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1 SONG E，DONG Yu，WU Jia-xiang,et al.Diabetic retinopathy: VEGF，bFGF and retinal vascular pathologyJ.Chin Med J,2004,117(2):247.2 Ming LU, Shiro AM, Kazuaki MI, et al. Insulin-induced vascular endothelial growth factor expression in retinaJ.Invest Opht

11、halmol Vis Sci,1999,40(11):3281.3 Flyvbjerg AG, Khatir DS, Jensen LJ, et al.The involvement of growth hormone (GH), insulin-like growth factors (IGFs) and vascular endothelial growth factor(VEGF) in diabetic kidney diseaseJ.Curr Pharm Des,2004,10(11):3385.4 Trisciuoglio DR, Iervoline AG, Zupi GR, et

12、 al. Involvement of PBK and MAPK signaling in bcl-2 induced vascular endothelial growth factor expression in melanoma cellsJ.Mol Biol Cell,2005,20 (12): 4967.5 Antonetti DA, Barber AJ, Hollinger LA,et al.Vascular endothelial growth factor induces lipid phosphorylation of tight junction proteins occl

13、uding and nonula occluden-1.A potential mechanism for vascular permeability in diabetic retinopathy and tumorsJ.J Biol Chem,1999,274(33):23463.6 Neufeld G,cohea T,Gengrinovitch S,et al. Vascular endothelial growth factor (VEGF) and it receptorsJ.FASEB J, 1999,13 (1) :9.7 Murata T. Vascular endotheli

14、al growth factor plays an important role in hypemecebility of diabetic retinal vesselsJ.Ophthalmic Res, 1995,27: 48.8 Ferrara N, Davis-Smyth T. The biology of vascular endothelial growth factorJ.Endocr Res,1997,18: 4.9 Ferrara N.Vascular endothelial growth factor: molecular and biological aspectsJ.C

15、urr Top Micro Biol Immunol, 1999,237:1.10 Spirin KS,Saghizadeh M,Lewin SL,et al.Basement membrane and growth factor gene expression in normal and diabetic human retinasJ.Curr Eye Res,1999,18(6):490.11 王越暉，王心蕊，朱向紅,等.高糖高胰島素對(duì)兔視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子表達(dá)的影響J.中華糖尿病雜志，2004，12(4)：277.12 Luty GA, Mcleod DS,

16、Merges C, et al. Immunohistochemical localization of vascular endothelial growth factor(VEGF) in the diabetic,an non-diabetic human retina and choroidJ.Invest Ophthalmol Vis Sci,1994,35(4):1995.13 Sone H, Deo BK, Kumagai AK. Enhancement of glucose trantsport by vascular endothelial growth factor in

17、retinal endothelial cellsJ.Invest Ophthalmol Vis Sci, 2000,41(7):1876.14 Shima DT,Adamis AP,Ferrara N, et al. Hypoxic induction of endothelial cell growth factors in retinal cells: identification and characterization of vascular endothelial growth factor(VEGF) as the mitogenJ.Mol Med,1995,1:182.15 S

18、tone J, Itin A, Alon T, et al. Development of retinal vasculature is mediated by hypoxia-induced vascular endothelial growth factor (VEGF) expression by neurogliaJ.J Neurosci, 1995,15:4738.16 Pierce EA, Avery RL, Foley ED, et al.Vascular endothelial growth factor, vascular permeability factor expres

19、sion in a mouse model of retinal neovascularizationJ.Proc Natl Acad Sci USA, 1995,92:905.17 Peter J,Shweiki D,Itin A, et al.Hypoxia induced expression of vascular endothelial growth factor by retinal cells is a common factor in neovascularizing ocular diseasesJ.Lab Invest,1995,72:638.18 Aiello LP, A

20、very RL, Arrigg PG, et al. Vascular endothelial growth factor in ocular fluid of patients with diabetic retinopathy and other retinal disordersJ.N Engl J Med,1994,331:1480.19 Adamis AP, Miller JW, Bernal MT, et al. Increased vascular endothelial growth factor levels in the vitreous of eyes with proliferative diabetic retinopathyJ.Am J Ophthalmol,1994,118:445.20 朱向紅，王越暉，王心蕊.高糖和缺氧對(duì)體外培養(yǎng)視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞VEGF表達(dá)的影響J.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，29(2):131.21 穆 華，張曉梅，董 麗.缺氧對(duì)視網(wǎng)膜Müller細(xì)胞VEGF和PEDF表達(dá)的影響J.眼科新進(jìn)展，2006,26(11):823.22 Das B,Yeger H,