促紅細(xì)胞生成素對(duì)視神經(jīng)視網(wǎng)膜的保護(hù)作用

1、促紅細(xì)胞天生素對(duì)視神經(jīng)視網(wǎng)膜的庇護(hù)作用【摘要】促紅細(xì)胞天生素Erythrpietin,EP重要作用于骨髓巨核前體細(xì)胞，刺激紅系造血祖構(gòu)造趕早幼紅細(xì)胞形成成熟的紅細(xì)胞集落。比年來，大量的研究表現(xiàn)EP和EP受體在神經(jīng)體系上有成效表達(dá)，在體外造就及動(dòng)物試驗(yàn)中都表現(xiàn)了明顯的神經(jīng)庇護(hù)成效。在眼科，青光眼、視網(wǎng)膜分開、視網(wǎng)膜色素變性等疾病的配合病理機(jī)制是視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、光感覺器細(xì)胞等神經(jīng)元的凋亡，終極導(dǎo)致視力的喪失。因此，EP的神經(jīng)庇護(hù)作用對(duì)治療這些疾病有必然的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)總結(jié)了EP的神經(jīng)庇護(hù)性子分子機(jī)制及信號(hào)傳導(dǎo)途徑，探究EP用于青光眼視神經(jīng)庇護(hù)治療的底子和大概性?！娟P(guān)鍵詞】促紅細(xì)胞天生素神經(jīng)庇護(hù)凋亡

2、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)青光眼視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞1EP的生物成效促紅細(xì)胞天生素erythrpietin,EP是分子量約為3039ku的糖卵白，從前以為它重要是調(diào)治紅細(xì)胞的天生的造血細(xì)胞因子，產(chǎn)生于胎兒的肝臟和成人的腎臟。EP和它的受體erythrpietinreeptr,EPR重要存在于骨髓的造血干細(xì)胞并刺激它向紅細(xì)胞分化。EP的造血作用重要是按捺紅系前體細(xì)胞的凋亡，促進(jìn)它向紅細(xì)胞的增殖和分化1。紅細(xì)胞天生可以進(jìn)一步改進(jìn)構(gòu)造的氧供，同時(shí)，構(gòu)造氧供又作為一種關(guān)鍵的激素反響機(jī)制，是EP產(chǎn)生和造血成效的重要調(diào)治器。EP在1985年從再生停滯性血虛患者的尿液中分散出來，并樂成克隆1，在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中得到表達(dá)。不久，重組

3、EP得到樂成，在晚期腎病患者中舉行臨床試驗(yàn)及評(píng)估。1989年美國食品與藥品辦理局FDA正式容許EP在臨床應(yīng)用。如今它已經(jīng)普及應(yīng)用于腎衰、癌癥、早產(chǎn)、慢性炎癥和HIV熏染所致的血虛1。很多年來，EP不停被以為只能作用于紅系前體細(xì)胞，然而，很多研究表現(xiàn)EP除了造血成效外，另有很多埋伏作用，證據(jù)之一就是EP和它的受體在差異構(gòu)造中都有表達(dá)，包羅神經(jīng)體系2-4。EP也并不但是只由胎兒肝臟和成人腎臟排泄產(chǎn)生，在神經(jīng)體系內(nèi)，差異的細(xì)胞形態(tài)包羅神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞都產(chǎn)生和表達(dá)EP和EPR。asuda等起首在鼠胚胎18d腦構(gòu)造的體外造就中用Suthern雜交和免疫化學(xué)染色要領(lǐng)創(chuàng)造白神經(jīng)細(xì)胞自身排泄的EP，

4、且與腎源性EP布局雷同，在腦構(gòu)造中同樣有EP存在并對(duì)神經(jīng)元有旁排泄作用。近10a來，大量的實(shí)行研究表現(xiàn)EP豈論在細(xì)胞造就和神經(jīng)體系疾病的動(dòng)物模子中都表現(xiàn)了明顯的神經(jīng)庇護(hù)作用。2EP和EPR在神經(jīng)體系中的表達(dá)從前以為EP只作用于造血體系，然而，如今的研究表如今很多人類和動(dòng)物模子中器官構(gòu)造細(xì)胞都有成效性EPR的存在，這些非造血細(xì)胞包羅內(nèi)皮細(xì)胞5,6、腸上皮細(xì)胞7,8、肌肉9-12、胎盤構(gòu)造，以及神經(jīng)體系中神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)胞。由于EP是通過活化特定的EPR而發(fā)揮作用。弄清EPR在中樞神經(jīng)體系中的漫衍有助于我們相識(shí)EP的生物成效。EP和EPR在嚙齒類、靈長類及人類的神經(jīng)體系中都有成效性表達(dá)，腦源性E

5、P和它的受體在布局、成效及調(diào)治與其他構(gòu)造排泄EP的差異已經(jīng)明白13，腦源性EP與血漿EP比擬，腦源性EP更小更有活性，這種區(qū)別詳細(xì)機(jī)制不清。2.1斷定EPR的要領(lǐng)放射性碘化EP舉行結(jié)合試驗(yàn)3。逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈?zhǔn)椒错戧U發(fā)RT-PR。細(xì)胞免疫染色14，EPR受體在嚙齒類、靈長類及人類的神經(jīng)體系中已被區(qū)分出來，會(huì)合在原代神經(jīng)元細(xì)胞系和膠質(zhì)細(xì)胞上。別的，神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)EP的免疫組化反響陽性14，提示在神經(jīng)體系中這些細(xì)胞到場了EP的合成和消費(fèi)。2.2EPR在神經(jīng)體系中的表達(dá)在活體外試驗(yàn)中創(chuàng)造表達(dá)EPR的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞有：大鼠海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元14；大鼠海馬神經(jīng)元15；P12大鼠嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞16；

6、SN6隔斷膽堿能細(xì)胞17；人類神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的造就物4；大鼠的少突膠質(zhì)細(xì)胞18；istar大鼠視網(wǎng)膜的外叢狀層、光感覺器內(nèi)節(jié)、神經(jīng)節(jié)細(xì)胞層、內(nèi)叢狀層19；大鼠視網(wǎng)膜的神經(jīng)節(jié)細(xì)胞20。EPR在原位的表達(dá)：成年小鼠的海馬、內(nèi)囊、皮質(zhì)、中腦3；靈長類動(dòng)物大腦海馬、扁桃體、顳側(cè)皮質(zhì)21；人類大腦海馬、扁桃體、小腦、顳側(cè)皮質(zhì)21；妊娠前6的脊髓構(gòu)造18；人類胎兒22；大鼠視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞胞體和樹突、內(nèi)核層、外核層23。3神經(jīng)體系中EP和EPR表達(dá)的調(diào)治神經(jīng)體系包羅大腦，EP基因表達(dá)重要受缺氧誘導(dǎo)因子1HIF-1調(diào)治EP表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)治，HIF受很多應(yīng)激原而激活，包羅缺氧1，在大腦和

7、腎臟最顯著，而在子宮EPRNA只有在雌激素存鄙人才氣表達(dá)。因此，EP是以構(gòu)造特異性的方法表達(dá)，有證據(jù)表白星形膠質(zhì)細(xì)胞EP的表達(dá)在RNA程度上重要受缺氧程度的調(diào)治，缺氧可以大大加快其表達(dá)16。在海馬神經(jīng)元造就中，缺氧可以誘導(dǎo)EP和EPRRNA的表達(dá)24。大鼠神經(jīng)元造就中缺氧大大促進(jìn)EPRNA的表達(dá)，而亞胺環(huán)已酮一種卵白合成按捺劑可以完全阻斷這種作用25。以是，雷同于肝瘤細(xì)胞系和腎臟中已被區(qū)分出來的一種氧氣傳感體系，大概操縱了星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元表達(dá)EPRNA。在活體內(nèi)缺氧也可誘導(dǎo)EPRRNA的表達(dá)，缺氧條件下，大鼠海馬區(qū)的EPRNA的表達(dá)也增長26，EP增量調(diào)治的時(shí)間在腦和腎臟差異，在鼠的腎臟連

8、續(xù)缺氧2h，EPRNA表達(dá)達(dá)岑嶺，8h后落落至最高值的30%。而相反，在腦內(nèi)缺氧刺激4hEPRNA表達(dá)達(dá)頂峰，并連續(xù)24h27。薛文等28創(chuàng)造EP在無損傷脊髓中即有少量表達(dá)，缺血再灌注損傷后8h表達(dá)明顯上調(diào)。在缺氧預(yù)處置懲罰的條件下，大鼠視網(wǎng)膜EP表達(dá)增長29。3.1其他影響神經(jīng)體系中EP和EPR表達(dá)的因素缺氧大概不是刺激大腦EP產(chǎn)生的唯一因素，別的一些代謝紊亂，如低血糖或猛烈的神經(jīng)元去極化產(chǎn)生的線粒體活性氧簇，都可以通過HIF-1的活化增長腦內(nèi)EP的表達(dá)27。胰島素和胰島素樣生長因子可以刺激造就的星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)EPRNA并呈劑量依靠性。胰島素和胰島素樣生長因子在中樞神經(jīng)體系內(nèi)大量表達(dá)，但它

9、對(duì)腦內(nèi)EP產(chǎn)生的刺激作用的生理緊張性并不明晰2。在活體外，在表露炎癥因子如白介素-1、白介素6及腫瘤壞死因子TNF-4后，星形膠質(zhì)細(xì)胞EP表達(dá)落落。在缺血性視網(wǎng)膜病變?nèi)缭鲋承吞悄虿⌒砸暰W(wǎng)膜病變和視網(wǎng)膜分支靜脈閉塞等玻璃體腔內(nèi)EP的濃度大量增長30，研究者以為對(duì)缺血性視網(wǎng)膜病變來說，EP大概是一種神經(jīng)庇護(hù)因素。3.2神經(jīng)體系受損后EP和EPR表達(dá)的變革缺氧可以誘導(dǎo)EP和EPR表達(dá)增長，提示EP在中樞神經(jīng)體系大概作為一種神謀劃養(yǎng)因子和神經(jīng)庇護(hù)因子，特殊是在神經(jīng)損傷的環(huán)境下比方缺氧、缺血或大腦出血等環(huán)境。有報(bào)道在局部缺血損傷下大腦構(gòu)造EPR基因表達(dá)增長，大腦中動(dòng)脈閉塞后的缺血半影區(qū)EPR表達(dá)增長31

10、。在正凡人的大腦，EP/EPR免疫反響重要在神經(jīng)元32。在急性缺血損傷中，血管、神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞EPR表達(dá)上調(diào)；在陳舊性缺血性堵塞中，有活性的膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)仍舊增長中風(fēng)后18d；在奇怪的缺血性堵塞中，血管內(nèi)皮細(xì)胞表現(xiàn)EP免疫反響；在微血管和神經(jīng)纖維上表現(xiàn)了EPR免疫反響性。在人類缺血缺氧性腦損傷中EP/EPR大量增長，夸大了他們是一種內(nèi)源性的神經(jīng)庇護(hù)體系。別的一些應(yīng)激原如癲癇爆發(fā)，也可以刺激大腦微血管內(nèi)EPR表達(dá)大量增長33。4EP的神經(jīng)庇護(hù)作用從神經(jīng)生理測試和電生理評(píng)估環(huán)境看，重組EP的治療有益于大腦成效規(guī)復(fù)34。這種改進(jìn)與紅細(xì)胞增長，腦內(nèi)缺氧狀態(tài)得到改正有關(guān)。有報(bào)道稱由于血虛改進(jìn)，紅細(xì)胞

11、容積規(guī)復(fù)正常，神經(jīng)認(rèn)知本領(lǐng)得到進(jìn)一步的改進(jìn)35。同時(shí)，已有活體及體外造就試驗(yàn)表現(xiàn)EP大概有直接的神謀劃養(yǎng)和神經(jīng)庇護(hù)作用。4.1活體外試驗(yàn)越來越多證據(jù)表白，與別的血細(xì)胞天生因子一樣，EP與中樞神經(jīng)體系有接洽，它們作用于中樞膽堿能神經(jīng)元，作為一種神謀劃養(yǎng)因子，影響其分化、存活和再生36。EP庇護(hù)神經(jīng)元低級(jí)造就物免受谷氨酸神經(jīng)毒性作用，而且呈劑量依靠性。細(xì)胞預(yù)處置懲罰8h后，庇護(hù)作用到達(dá)最高值，這提示RNA和卵白質(zhì)合成對(duì)付這種庇護(hù)是必須的14，而且用可溶性的EPR中和內(nèi)源性的EP后，可以制止EP對(duì)谷氨酸毒性的庇護(hù)作用。EP分子神謀劃養(yǎng)氨基酸序列17分子已被分散出來，這部門序列在可以增長大鼠NSZY和

12、人類SK-N-成神經(jīng)瘤細(xì)胞株的膽堿已?；D(zhuǎn)移酶的活性，制止細(xì)胞殞命，但并不刺激老鼠原代脾細(xì)胞株或紅細(xì)胞天生細(xì)胞株的增殖37。假設(shè)加用EPR胞外域抗體的話，可以阻斷這種作用，由此證明此作用是EPR調(diào)治的，EP能庇護(hù)造就的神經(jīng)元細(xì)胞免受殞命，但不克不及庇護(hù)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞38,39。EP對(duì)人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞有雷同作用18，EP可以刺激嚙齒類動(dòng)物皮質(zhì)神經(jīng)元的存活本領(lǐng)40。還可以促進(jìn)大鼠少突神經(jīng)膠質(zhì)經(jīng)細(xì)胞的分化和成熟18。這些創(chuàng)造說明EP大概影響少突膠質(zhì)細(xì)胞，使之促進(jìn)正常或受損的成熟NS髓鞘的修復(fù)。在眼視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞RetinalganglinellsRGs造就中，證明EP可以庇護(hù)RGs免受谷氨酸和氧化

13、亞氮的細(xì)胞毒性作用19，利用EP可以制止神謀劃養(yǎng)因子去除后的免疫純化的RGs的殞命23，EP還可以促進(jìn)RGs的生長。4.2活體內(nèi)試驗(yàn)已經(jīng)有很多神經(jīng)體系損傷的模子小鼠、沙土鼠、兔等證明白EP作為神經(jīng)庇護(hù)劑的有用性。包羅大腦和脊髓缺血模子41-49、蛛網(wǎng)膜下腔出血模子46,50等。由于視網(wǎng)膜是中樞神經(jīng)體系的一個(gè)延伸，如今研究以為EP對(duì)眼的視網(wǎng)膜也有庇護(hù)作用。通過升高眼內(nèi)壓而引起臨時(shí)性的視網(wǎng)膜缺血，在缺血前或缺血后立即滿身賜與EP治療可以淘汰構(gòu)造病理學(xué)損傷和細(xì)胞凋亡，通過視網(wǎng)膜電流圖查抄創(chuàng)造還可以促進(jìn)其成效規(guī)復(fù)。用可溶性的EPR中和內(nèi)源性的EP后，反而加劇視網(wǎng)膜缺血損傷，這說明EP/EPR體系對(duì)付缺

14、血損傷后神經(jīng)元的存活和規(guī)復(fù)有緊張作用。在成年鼠視網(wǎng)膜光損傷模子中，滿身應(yīng)用EP可以通過血一視網(wǎng)膜屏蔽并制止細(xì)胞凋亡51。在青光眼和一些眼病中，RGs的殞命，導(dǎo)致視成效的舉行性喪失，神經(jīng)庇護(hù)治療對(duì)付制止RGs的殞命就顯得相稱緊張，在軸索堵截后的大鼠視神經(jīng)損傷模子中，EP可以進(jìn)步RGs的存活率23。在大鼠青光眼模子中，玻璃體腔內(nèi)注射EP，與生理鹽水及空缺比擬組比擬，RGs的數(shù)量沒有顯著的淘汰52。把大鼠的視網(wǎng)膜放在差異濃度的葡萄糖液中造就創(chuàng)造，EP在低濃度糖中對(duì)神經(jīng)元有庇護(hù)作用，在高濃度糖中沒有作用，作者推測糖尿病患者中的EP作用削弱大概到場了糖尿病視網(wǎng)膜病變的產(chǎn)生53。也有研究以為EP對(duì)光誘導(dǎo)的

15、或是先本性視網(wǎng)膜變性動(dòng)物模子rds有庇護(hù)作用54。在缺氧環(huán)境下，EP可以淘汰光感覺器細(xì)胞的凋亡29。Junk證明EP通過抗凋亡機(jī)制可以對(duì)RGs缺血再灌注損傷有庇護(hù)作用。不外，EP對(duì)視網(wǎng)膜的庇護(hù)作用也不是全能的，有研究31以為EP對(duì)遺傳性色素性視網(wǎng)膜變性沒有庇護(hù)作用，并以為這大概是急性光誘導(dǎo)的光感覺器細(xì)胞的殞命機(jī)制與遺傳性色素性視網(wǎng)膜變性差異所致。5神經(jīng)庇護(hù)的作用機(jī)制EP的神經(jīng)庇護(hù)作用的機(jī)制并不完全明晰，有多種機(jī)制可以說明EP對(duì)神經(jīng)元的庇護(hù)作用。EP受體屬于細(xì)胞因子受體超家庭成員，這些受體本質(zhì)上都與信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)，EP在神經(jīng)體系內(nèi)的傳導(dǎo)機(jī)制大概與紅細(xì)胞天生的機(jī)制雷同，EP與EP受體結(jié)合使受體形成

16、二聚體，JAK2產(chǎn)生自身磷酸化反響和受體活性，JAK2的激活導(dǎo)致幾個(gè)卑劣的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑被激活，包羅Ras-APk、PI3K和STAT-5。EP受體受刺激通過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可引起相應(yīng)靶細(xì)胞的增殖，按捺凋亡，以及分化作用，受體通過SHP-1脫磷酸化而失活55。這些途徑對(duì)EP的神經(jīng)庇護(hù)作用也是關(guān)鍵的。因此APK和PI3K的特異性按捺劑能顯著削弱EP對(duì)缺氧導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞殞命的庇護(hù)作用，EP活化EPR加強(qiáng)APK磷酸化，誘導(dǎo)JAK-2酪氨酸磷酸化56，別的一些生長因子如BDNF和VEGF的細(xì)胞庇護(hù)作用也扳連到這些信號(hào)機(jī)制。神經(jīng)元內(nèi)JAK2、STAT-5和NFB信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)體系的彼此作用比來已被證明57。EP能產(chǎn)生劑量

17、依靠性的核內(nèi)NFB升高，胞漿內(nèi)NFB低落，這與它的神經(jīng)庇護(hù)作用一樣等，JAK2磷酸化對(duì)NFB的核轉(zhuǎn)運(yùn)是必須的，對(duì)EP的神經(jīng)庇護(hù)作用也是必須的57，但是在紅細(xì)胞內(nèi)EP所誘導(dǎo)的NFB激活并不依靠JAK2途徑。JAK2和NFB的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)體系的彼此影響已有報(bào)道57，通過這條途徑，EP可以防范快樂性中毒和一氧化氮誘導(dǎo)的神經(jīng)元的凋亡。通過JAK-2顯性負(fù)相過分表達(dá)或IB按捺劑或NFB易位按捺劑可以阻斷EP的神經(jīng)庇護(hù)作用,神經(jīng)元內(nèi)NFB通過Akt-1的活化，Bad磷酸化和Bl-XL上調(diào)而起到抗凋亡作用，Akt也被PI3K激活，而APK和STAT-5使Bl-XL上調(diào)。Akt活化后不變線粒體膜電位制止細(xì)胞色素的

18、開釋，從而庇護(hù)神經(jīng)元58，細(xì)胞色素從線粒體開釋可使aspase家屬活化，使細(xì)胞殞命，DNA斷裂，神經(jīng)膜外部門的磷脂酰絲氨酸表露。在一個(gè)氧自由基損傷模子中，EP通過增長Akt-1活性，進(jìn)而調(diào)治線粒體膜電位細(xì)胞色素開釋和aspase-1,3，8活性來防范神經(jīng)元膜上磷脂酰絲氨酸的表露和DNA斷裂15。EP還可調(diào)治促進(jìn)抗凋亡分子的基因表達(dá)，從而起到神經(jīng)庇護(hù)作用59，在一些試驗(yàn)?zāi)Ｗ又?，EP必要一個(gè)較長的時(shí)間來誘導(dǎo)基因表達(dá)步伐。邇來，有研究指出，EP可以促進(jìn)BDNF的RNA表達(dá)和具有生物活性的BDNF產(chǎn)生在低級(jí)海馬神經(jīng)元造就，從而恒久活化特異性受體TrKB，當(dāng)BDNF被特異性抗體中和后，可以低落EP的神經(jīng)

19、庇護(hù)和TrKB磷酸化作用，這證明BDNF和TrKB也到場EP的神經(jīng)庇護(hù)作用，大鼠腦室內(nèi)注入EP也可以誘導(dǎo)BDNF的表達(dá)60。EP可以促進(jìn)神經(jīng)元內(nèi)a2+增長，這是EP神經(jīng)庇護(hù)作用很緊張的步調(diào)，而電壓依靠式a2+通道的活化、a2+敏感轉(zhuǎn)錄因子的召募可以誘導(dǎo)神經(jīng)元BDNF的表達(dá)?，F(xiàn)實(shí)上，EGTA鈣離子螯合劑或鈣離子通道按捺劑可以阻斷EP的庇護(hù)作用在谷氨酸毒性50或生長因子去除的環(huán)境14。細(xì)胞內(nèi)a2+增長可以調(diào)治NFB、PI3/Akt和APK和STAT-5的活性。EP的別的一個(gè)神經(jīng)庇護(hù)的特點(diǎn)就是按捺白細(xì)胞的浸潤和按捺促炎癥細(xì)胞因子，如TNFIL-6和P-161，由于炎癥可以使神經(jīng)元進(jìn)一步損傷。因此，EP的神經(jīng)庇護(hù)作用也大概是減輕炎癥反響所致，然而，在人類單核細(xì)胞和老鼠神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的體外造就中，EP并不克不及按捺腫瘤壞死因子TNF的產(chǎn)生61。在選擇性神經(jīng)毒劑處置懲罰的膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元混淆造就物中，EP淘汰了TNF-的產(chǎn)生，在造就基中，膠質(zhì)細(xì)胞可被瀕死神經(jīng)元活化62，這說明EP具有不直接的抗炎活性是由于它淘汰了神經(jīng)元的殞命所致。別的，EP的神經(jīng)庇護(hù)作用還包羅促進(jìn)血管天生63和神謀劃養(yǎng)64，及促進(jìn)神經(jīng)生長的作用65。在眼視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞造就中，EP神經(jīng)庇護(hù)性能大概與上調(diào)Bl-2和Bl-XL基因有關(guān)19。