角膜新生淋巴管的免疫調(diào)節(jié)作用及臨床意義

角膜新生淋巴管的免疫調(diào)節(jié)作用及臨床意義

近年來，通過對氨基丙烯酸-1（prox-1）、蓬多林和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體（vgfr）-3和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞酪氨酸受體等特定淋巴管細(xì)胞形態(tài)的研究，以及對膜芽內(nèi)皮細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)影響，提出了較高的革蘭氏內(nèi)皮細(xì)胞。許多科學(xué)家正在逐步將新生玻璃i-soli管用作治療膜移植排斥反應(yīng)的靶點(diǎn)。1視網(wǎng)膜免疫調(diào)節(jié)作用機(jī)制與其他組織相比,角膜具有對外來移植組織或其他抗原刺激處于相對無免疫反應(yīng)狀態(tài)的特性,這種特性被稱為角膜的免疫赦免。目前,諸多的證據(jù)表明,角膜的免疫赦免是一種極其復(fù)雜和動態(tài)的免疫調(diào)節(jié)過程,是生物進(jìn)化的一種生理性適應(yīng),其生理基礎(chǔ)主要體現(xiàn)在:(1)角膜無輸入淋巴管及輸出血管。在角膜移植中,受體角膜無血管和無淋巴管的生理特征為排斥反應(yīng)提供了一個相對的屏障:一是免疫效應(yīng)細(xì)胞和分子不能通過血管途徑進(jìn)入移植的角膜組織,即阻斷了免疫反應(yīng)的傳出弧;二是角膜內(nèi)的效應(yīng)細(xì)胞不能通過淋巴管途徑運(yùn)送到局部淋巴結(jié),阻止免疫系統(tǒng)對移植抗原的識別,即阻斷了免疫反應(yīng)的傳入弧,當(dāng)受體角膜出現(xiàn)新生血管和淋巴管時,角膜免疫赦免機(jī)制被破壞,大大提高移植排斥反應(yīng)發(fā)生率。(2)正常角膜低表達(dá)主要組織相容性抗原復(fù)合物(majorhistocompabilitycomplex,MHC),角膜內(nèi)皮細(xì)胞甚至抑制MHC-I類分子的表達(dá)。因此推測,MHC在眼組織的表達(dá)下調(diào)可能通過限制T細(xì)胞在眼內(nèi)的活化而降低角膜的免疫原性。(3)角膜上皮和角膜內(nèi)皮表達(dá)免疫調(diào)節(jié)分子Fas配體(Fasligand,FasL);FasL可以誘導(dǎo)入侵角膜組織的炎癥細(xì)胞(如中性粒細(xì)胞、活化的T細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)發(fā)生程序性死亡或凋亡,因此FasL的廣泛表達(dá)對于維持眼組織的免疫赦免和角膜移植片的存活具有重要意義。(4)前房也是免疫赦免部位,當(dāng)外源性抗原進(jìn)入前房后,對全身的免疫反應(yīng)可產(chǎn)生以下的影響:抑制抗原特異性遲發(fā)型超敏反應(yīng)和補(bǔ)體結(jié)合性抗體分泌,但同時其他免疫反應(yīng)并未改變,如在淋巴結(jié)和脾臟內(nèi)會產(chǎn)生致敏的細(xì)胞毒T細(xì)胞的前體細(xì)胞、在血清內(nèi)出現(xiàn)非補(bǔ)體結(jié)合性抗體。穿透性角膜移植術(shù)誘導(dǎo)了針對移植抗原的前房相關(guān)性免疫偏離,從而保證角膜移植的成功。因角膜內(nèi)皮組織構(gòu)成了前房前壁,諸多學(xué)者們通常將角膜內(nèi)皮組織作為抑制角膜移植排斥反應(yīng)的作用靶點(diǎn)。2vegf家族在淋巴管生成中的作用角膜新生淋巴管生成的分子機(jī)制尚未完全明確,研究較多且公認(rèn)的是VEGF家族在淋巴管生成中起重要作用,其他的淋巴管生成生長因子、炎癥細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)也參與了淋巴管生成的調(diào)控。2.1淋巴管產(chǎn)生了抗生殖器和膜下新的淋巴管2.1.1vegf-a和vegf-d的相互作用目前,研究認(rèn)為角膜新生淋巴管的生成主要由VEGF家族及VEGFR調(diào)控。VEGF家族包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E及胎盤生長因子(placentagrowthfactor,PIGF),它們通過與酪氨酸受體結(jié)合,引起一系列的信號轉(zhuǎn)導(dǎo),促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖與遷移,最終引起新生血管及淋巴管的形成。VEGF的酪氨酸受體存在于內(nèi)皮細(xì)胞膜上,包括VEGFR-1(Flt-1)、VEGFR-2(Flt-1/KDR)、VEGFR-3(Flt-4)、neuropilin-1(Nrp-1)和neuropilin-2(Nrp-2)。VEGF-A可結(jié)合VEGF-R1、VEGF-R2和PIGF,VEGF-B可結(jié)合VEGF-R1,而VEGF-C和VEGF-D都可結(jié)合VEGF-R2和VEGF-R3。淋巴管生成主要通過VEGF-C、VEGF-D/VEGF-R3途徑誘導(dǎo),VEGF-C、VEGF-D與VEGF-R3結(jié)合后,誘導(dǎo)VEGF-R3酪氨酸磷酸化,導(dǎo)致淋巴管生成、擴(kuò)張、增生。故有學(xué)者把VEGF-C、VEGF-D稱為淋巴管生成因子。目前,VEGF-A廣泛用于新生血管的研究,尤其是腫瘤相關(guān)新生血管。在炎癥性角膜新生血管模型中,VEGF-A也能促進(jìn)新生淋巴管的生成。Cursiefen等研究表明在小鼠角膜基質(zhì)中植入VEGF-A微囊可誘導(dǎo)角膜新生血管與淋巴管的生成,而中和VEGF-A后可明顯減少角膜基質(zhì)縫線模型中的新生血管和淋巴管的生成。另外,選擇性抑制VEGF-A各亞型的功能同樣減少二者的生成。為了解VEGF-A促進(jìn)角膜新生淋巴管形成的機(jī)制,Cursiefen等進(jìn)一步研究證實(shí)破壞小鼠骨髓源性細(xì)胞功能或局部抑制角膜巨噬細(xì)胞功能可抑制角膜新生淋巴管的生成,因此,他們推測VEGF-A并不是通過與VEGFR-3直接結(jié)合促進(jìn)淋巴管的生成,而是通過巨噬細(xì)胞和其他炎癥性細(xì)胞釋放VEGF-C、VEGF-D,后者與VEGFR-3結(jié)合后促進(jìn)淋巴管的生成。另外,Bock等報道應(yīng)用貝伐單抗(重組人VEGF-A單克隆抗體)可抑制小鼠炎癥性角膜新生淋巴管和新生血管的生成,從而也證實(shí)了VEGF-A具有促進(jìn)角膜新生淋巴管形成的作用。Nrp-1、Nrp-2均為相對分子質(zhì)量(130～140)×103的跨膜糖蛋白,為軸突導(dǎo)向調(diào)節(jié)器semaphorin的受體,后來發(fā)現(xiàn)它們是VEGF受體,與新生血管和新生淋巴管的生成有密切關(guān)系。Nrp-1是VEGF165亞型特異性受體,在血管內(nèi)皮細(xì)胞可促使VEGFR-2與VEGF165結(jié)合,并促進(jìn)VEGF165介導(dǎo)的細(xì)胞遷移和增殖,參與VEGF的促血管新生作用。Nrp-2是VEGF145和VEGF-C的共受體。Favier等證實(shí)人微淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞中Nrp-2可與VEGFR-2和VEGFR-3相互作用;在VEGF-A和VEGF-C誘導(dǎo)生長的淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞中,Nrp-2過表達(dá)可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞遷移,抑制Nrp-2表達(dá)后細(xì)胞遷移減低。由于Nrp2胞內(nèi)段較短,所以大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為Nrp2是通過激活VEGF-C/VEGFR-3途徑而發(fā)揮效應(yīng)的。Caunt等在小鼠角膜基質(zhì)中植入VEGF-C微囊,14d后使用Nrp2的功能抑制性抗體Anti-Nrp2B可使角膜新生淋巴管生成減少。2.1.2免疫藥物維持治療大鼠視網(wǎng)膜新生血管的生長成纖維細(xì)胞生長因子-2(fibroblastgrowthfactor-2,FGF-2)對來源于中胚層和神經(jīng)外胚層的多種類型的細(xì)胞具有促增殖、分化、調(diào)控凋亡等廣泛的生物學(xué)活性。在正常角膜組織中,FGF-2表達(dá)于角膜上皮細(xì)胞,并與肝素牢固結(jié)合,當(dāng)缺血、感染、外傷等原因使細(xì)胞膜受損時,FGF-2即釋放出來,與受體結(jié)合而發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)。FGF-2具有促角膜新生血管生成的作用,近幾年的研究也證實(shí)了FGF-2具有促角膜新生淋巴管生成的作用。Kubo等在小鼠角膜基質(zhì)中植入80ngFGF-2微囊袋,發(fā)現(xiàn)FGF-2可同時誘導(dǎo)角膜新生血管和淋巴管生成,在小鼠腹膜下注射VEGFR-3功能阻斷性抗體可完全抑制FGF-2誘導(dǎo)的新生淋巴管生成,但對新生血管生成無明顯影響。但Chang等在小鼠角膜內(nèi)植入不同劑量FGF-2微囊袋,7d后發(fā)現(xiàn)角膜新生血管數(shù)量隨著FGF-2劑量的降低而明顯減少,當(dāng)FGF-2劑量降低至12.5ng時,最先出現(xiàn)的是新生淋巴管,僅伴隨少量新生血管的生長。說明低劑量的FGF-2是特異的淋巴管生長因子,角膜新生淋巴管的生成并不依賴于形成的新生血管。關(guān)于FGF-2誘導(dǎo)新生淋巴管的機(jī)制,Chang等推斷:(1)存在于細(xì)胞外基質(zhì)的硫酸乙酰肝素可與肝素結(jié)合生長因子(heparin-bindinggrowthfactor,HBGF)高效結(jié)合從而抑制HBGF的活性和擴(kuò)散能力。FGF-2、VEGF-A是HBGF家族的成員,具有肝磷脂結(jié)合活性,而VEGF-C、VEGF-D不具備肝磷脂結(jié)合活性,正常角膜基質(zhì)細(xì)胞不表達(dá)硫酸乙酰肝素,當(dāng)角膜受到外傷后,可刺激基質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生和分泌硫酸肝素蛋白多糖(heparinsulfateproteoglycans,HSPG),HSPG可與HBGF結(jié)合發(fā)揮作用,此時VEGF-C、VEGF-D擴(kuò)散浸潤活性不能被抑制,從而刺激角膜新生淋巴管的形成。(2)FGF-2通過激活VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3途徑誘導(dǎo)新生淋巴管生成,但其具體機(jī)制尚待進(jìn)一步研究。2.1.3pdgf-bb代謝血小板衍生生長因子(plateletderivedgrowthfactor-BB,PDGF-BB)是PDGF的亞型之一,是由多種細(xì)胞產(chǎn)生的肽類生長因子。PDGF-BB主要通過結(jié)合并激活結(jié)構(gòu)相關(guān)的蛋白酪氨酸激酶受體β而行使細(xì)胞內(nèi)功能。在組織損傷修復(fù)、血管生成及細(xì)胞分化過程中起重要作用。Cao等的研究發(fā)現(xiàn),PDGF-BB在鼠角膜中能誘導(dǎo)淋巴管形成,而且阻斷VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3信號系統(tǒng),不能抑制PDGF-BB誘導(dǎo)的淋巴管形成,提示PDGF-BB通過與淋巴管上的PDGF受體結(jié)合而直接誘導(dǎo)淋巴管形成。2.1.4血管內(nèi)皮和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞增殖血管生成素(angiopoietins,Ang)家族包括Ang1、Ang2、Ang3和Ang4等4種同分異構(gòu)體,Ang的受體包括Tie1和Tie2,Ang1、Ang2主要表達(dá)于血管內(nèi)皮和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞,當(dāng)內(nèi)皮細(xì)胞活化時表達(dá)上調(diào)。Nguyen等研究證實(shí)Ang1和Ang2均可使淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞的Tie2受體磷酸化,Ang2促細(xì)胞增殖作用較Ang1明顯,Ang1促進(jìn)淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞遷移作用較Ang2顯著。Tie1和Tie2主要在血管內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá)。隨著研究的深入,Morisada等發(fā)現(xiàn)Tie2亦在淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞上表達(dá),而且軟骨基質(zhì)蛋白寡聚體-Ang1能夠促進(jìn)淋巴內(nèi)皮細(xì)胞增殖及小鼠角膜新生淋巴管的生成,這些作用均可被可溶性Tie2-Fc融合蛋白所抑制。從而證明Ang/Tie-2途徑在新生淋巴管的生成過程中起非常重要的作用。2.1.5igf-1誘導(dǎo)新生淋巴管生成Bj?rndahl等通過對小鼠角膜的研究,發(fā)現(xiàn)胰島素樣生長因子(insulingrowthfactor,IGF)-1和IGF-2可以誘導(dǎo)新生淋巴管生成,而且IGF-1引起的新生淋巴管不會被可溶性的VEGFR-3抑制,說明IGF-1誘導(dǎo)新生淋巴管生成不依賴VEGFR-3信號通路。進(jìn)一步通過免疫組織化學(xué)、RT-PCR和芯片分析在淋巴管內(nèi)皮發(fā)現(xiàn)了IGF受體,說明IGF可能是角膜新生淋巴管生成的直接作用因子。2.1.6hgf誘導(dǎo)的新生淋巴管生成Cao等及Chung等研究發(fā)現(xiàn)肝細(xì)胞生長因子(hepatocytegrowthfactor,HGF)可誘導(dǎo)小鼠角膜新生血管和淋巴管生成,應(yīng)用VEGFR-2、VEGFR-3后可減少HGF誘導(dǎo)的新生淋巴管生成。此外,Neostatin-7、NF-κB、IL-1β等多種因子也參與角膜新生淋巴管形成的調(diào)控。這些最新證實(shí)的淋巴管生長因子對誘導(dǎo)角膜新生淋巴管生成的分子免疫調(diào)節(jié)機(jī)制還有待于進(jìn)一步研究。2.2炎癥性視網(wǎng)膜新生淋巴管誘導(dǎo)的免疫作用角膜新生淋巴管在角膜免疫源性炎癥反應(yīng)(如角膜移植排斥反應(yīng))中的作用已得到廣泛認(rèn)可,但關(guān)于炎癥細(xì)胞與角膜新生淋巴管關(guān)系的研究相對較少。最近的研究表明,在炎癥性結(jié)膜組織中發(fā)現(xiàn)了可以表達(dá)VEGFR-3的單核細(xì)胞和腫瘤相關(guān)性巨噬細(xì)胞,并證實(shí)了這些細(xì)胞對角膜新生淋巴管的生成起到非常重要的作用。還有研究表明,正常角膜中存在著能夠顯著改變角膜樹突狀細(xì)胞聚集功能的抗原遞呈細(xì)胞異質(zhì)群體,在炎癥性角膜中央上皮和角膜基質(zhì)中,主要組織相容性復(fù)合體II-陰性朗格漢斯細(xì)胞被激活;另外,在角膜基質(zhì)中的B細(xì)胞(骨髓產(chǎn)生細(xì)胞)-樹突狀細(xì)胞在炎癥的刺激下趨于成熟,能夠通過淋巴管向引流淋巴結(jié)移行,刺激T細(xì)胞產(chǎn)生異體抗原。因此對炎癥狀態(tài)下(包括角膜移植)角膜相關(guān)炎癥因子進(jìn)行深入的研究,將有助于人們對角膜新生淋巴管的免疫作用有更深入的了解。另外,Hamrah等發(fā)現(xiàn)在正常角膜中的樹突狀細(xì)胞僅表達(dá)VEGFR-3,而在炎癥條件下表達(dá)VEGF-C和VEGFR-3,推測促炎癥細(xì)胞因子可能調(diào)控樹突狀細(xì)胞表達(dá)VEGF-C,并通過VEGF-C/VEGFR-3通路來促進(jìn)角膜新生淋巴管生成。此外,在VEGF-C誘導(dǎo)的炎癥角膜新生淋巴管和新生血管模型中,樹突狀細(xì)胞可以從外周血遷移至淋巴結(jié),提示VEGF-C對其具有趨化作用,淋巴結(jié)中樹突狀細(xì)胞密度增加與新生淋巴管生成密切相關(guān)。Maruyama等發(fā)現(xiàn),小鼠角膜移植后在角膜基質(zhì)中存在大量的能夠形成管樣結(jié)構(gòu)的CD11b和巨噬細(xì)胞聚集體,管樣結(jié)構(gòu)能夠表達(dá)Prox-1、podoplanin、VEGFR-3和淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞透明質(zhì)酸受體-1,并能單獨(dú)形成淋巴管樣結(jié)構(gòu)并朝向角膜緣生長。同時,巨噬細(xì)胞抑制物能夠減少新生淋巴管的生成,這說明CD11b和巨噬細(xì)胞可在角膜新生淋巴管的形成中產(chǎn)生更為直接的作用。2.3金屬透明質(zhì)凝膠促進(jìn)淋巴管形成的另外一個重要途徑是淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)的相互作用。細(xì)胞外基質(zhì)微環(huán)境包括:透明質(zhì)烷、整聯(lián)蛋白、reelin、IL-7、基質(zhì)金屬蛋白酶等。如跨膜蛋白alpha5整聯(lián)蛋白能夠與纖維粘連蛋白結(jié)合,其在腫瘤及外傷的淋巴管生成中研究較多。在縫線誘導(dǎo)的角膜移植模型中,alpha5整聯(lián)蛋白抑制劑能夠抑制角膜新生淋巴管的生成而對角膜新生血管沒有明顯的抑制作用。3抗立地進(jìn)行了抗特殊膜移植后的膜生成角膜移植排斥反應(yīng)是角膜移植失敗的主要原因,如何有效地預(yù)防和治療術(shù)后排斥反應(yīng)是眼科醫(yī)師最為關(guān)心的問題。隨著對角膜淋巴管在免疫調(diào)節(jié)方面研究的深入,已有越來越多的學(xué)者在努力探索抑制角膜新生淋巴管生成的方法,試圖通過破壞免疫反射弧而提高角膜移植成功率。鑒于VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3信號通路在角膜新生淋巴管生成過程中的重要作用,阻斷該信號通路是目前抗淋巴管生成治療最常采用的策略。其他的調(diào)控分子,如整聯(lián)蛋白的作用還需要進(jìn)一步的研究。Cursiefen等發(fā)現(xiàn)即使是低危角膜移植(植床植片無血管及炎癥),數(shù)天內(nèi)就可以發(fā)現(xiàn)新生血管及新生淋巴管向植片方向生長。他們認(rèn)為這似乎與角膜創(chuàng)傷修復(fù)和縫線有關(guān),而與角膜免疫反應(yīng)無關(guān),因?yàn)樵谕N異體及同種同體角膜移植中角膜新生血管及新生淋巴管的生長速度和數(shù)量無明顯差別。另外,Cursiefen等及Bachmann等研究表明:中和VEGF-A的作用可明顯減少低危及高危角膜移植術(shù)后新生血管和淋巴管的生成,同時延長了植片生存時間。VEGFR-3是調(diào)控淋巴管新生的關(guān)鍵性分子,在炎癥性角膜中