糖尿病视网膜病变神经节细胞及神经胶质细胞的研究进展综述

1、糖尿病视网膜病变神经节细胞及神经胶质细胞的研究进展随着经济的发展和人民生活方式的改变以及人口老龄化，糖尿病的发病率在全球范围内呈逐年增加趋势，尤其在发展中国家和部分发达国家中，其增加速度更快。我国的糖尿病发病率也呈逐年上升趋势，预计到2010年，我国的糖尿病总人数可能超过3，000万【1】。糖尿病已成为继心血管疾病和癌症之后又一个严重威胁人类健康的疾病。糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy，DR)是糖尿病的严重并发症之一，在发达国家已成为四大致盲原因之一，严重威胁到病程15年以上的所有l型糖尿病和火多数2型糖尿病【2】。糖尿病视网膜病变的病理基础被认为是视网膜毛细血管功能

2、和结构异常，表现为毛细血管周细胞丧失、微血管瘤形成、毛细血管基底膜增厚，进一步产生血一视网膜屏障破坏、毛细血管闭塞、前小动脉及后小静脉闭锁、新生血管形成等，并因此引起视网膜水肿，渗出、出血，甚至神经纤维肿胀、坏死等【3】。血视网膜屏障的破坏和微血管病变一直被认为是糖尿病视网膜病变早期的典型特征【4】，多年来，对糖尿病视网膜病变的研究也多集中于视网膜毛细血管病变。但在临床实践中发现，糖尿病患者在眼底出现微血管改变之前，已有视功能的异常。有资料显示，糖尿病患者至少数年后才有明显的血管变化【5】，而对比敏感度【6】、色觉【7】和视网膜电流图【8】在无眼底改变时已出现异常。因此，糖尿病引起的视网膜神经

3、元和或神经胶质细胞的改变，可能早于糖尿病视网膜微血管病变。本文将对于糖尿病视网膜病变关系密切的神经节细胞和神经胶质细胞的研究现状做一综述。1 视网膜神经节细胞1.1 视网膜神经节细胞的凋亡视网膜神经节细胞损害的主要途径是节细胞轴突轴浆运输阻断导致神经营养因子缺乏，最终引起一系列反应而诱发视网膜神经节细胞凋亡及死亡。缺血、缺氧等使视神经纤维轴浆流中断，导致靶源性神经营养因子供给中断，造成视网膜神经节细胞的原发性损伤，同时产生较多的兴奋性毒素，作用于视网膜神经节细胞的表面受体，出现大量钙离子内流，通过胞内信号转导，激发一系列级联式反应，激活了某些诱导凋亡的基因，最终导致DNA断裂,细胞发生凋亡，进

4、一步引起视网膜神经节细胞的继发性损害【9】。引起视网膜神经节细胞凋亡的因素有：1.神经营养因子的剥夺；2.谷氨酸的兴奋毒性作用【10】；3.视网膜神经节细胞凋亡的相关基因调控；4.一氧化氮对视网膜神经节细胞的神经毒性作用。1.2 视网膜神经节细胞的神经保护所谓神经保护，指一种减慢或防止神经元死亡的治疗模式。在眼科目前主要指如何保持视网膜神经节细胞的生理功能，实现阻断原发的损害活动或增强视网膜神经节细胞的生存机制。通过对视网膜神经节细胞的神经保护以达到控制糖尿病的发生、发展。针对发生视网膜神经节细胞损害的不同环节，目前和今后可能达到视网膜神经节细胞保护的方法有以下几种：1.补充必需的神经营养因子

5、；2.中和凋亡及其激发因素；3.基因治疗；4.促进视网膜神经节细胞再生或神经移植修复受损视神经【11】；5.组织细胞工程学；6.中医药对视网膜神经节细胞的保护作用【12】。2 视网膜胶质细胞视网膜神经胶质分为大胶质细胞(星形胶质细胞、Müller细胞)和小胶质细胞。Lieth发现,大鼠注射STZ 3个月后,视网膜胶质细胞反应性增殖明显,认为糖尿病能引起胶质细胞结构和功能的早期改变【13】。2.1 Müller细胞Müller细胞合成、分泌神经营养因子等活性物质,维持血视屏障的形态结构,对视网膜神经元起保护作用【14】。GFAP增加是视网膜神经原损害的间接指标。M&

6、#252;ller细胞是视网膜中主要清除神经突触间隙谷氨酸(Glu)的细胞,并将其转化为谷氨酰胺(Gln),再提供给神经元作为神经递质,从而调节神经元的外环境【15】作用减弱或消失。2.2 星形胶质细胞星形胶质细胞局限于神经纤维层,它的突起包绕视网膜内层血管和神经节细胞【16】。星形胶质细胞主要位于内层视网膜,其终足包绕视网膜血管,星形胶质细胞可以诱导视网膜内皮细胞紧密连接的形成,这些连接完全闭合了内皮细胞之间的细胞间隙,是视网膜毛细血管无通透性的原因所在【17】。在视网膜中,星形胶质细胞同时与血管、胶质细胞及神经元细胞形成广泛连接,并参与形成血视网膜屏障。Rungger等研究表明,DR中,视

7、网膜星形胶质细胞数量减少【18】。Lieth等也发现,其标志物GFAP表达量减少、谷氨酸代谢能力减弱【19】,同时醛糖还原酶(aldose reductase,AR)和血管内皮细胞生长因子(VEGF)表达量增加。AR是葡萄糖代谢的多元醇通路中的关键酶。Asnaghi等认为,A R合成大量山梨醇和果糖在细胞内堆积,由此引起细胞内渗透压过高,水分渗入导致电解质失衡和代谢紊乱【20】,表明AR的异常是DR导致星形胶质细胞代谢活动异常的原因之一。2.3 小胶质细胞有研究发现,在糖尿病早期不仅有视网膜神经细胞调亡增加、大胶质细胞反应性增生,小胶质细胞也处于激活状态并参与了发病过程。病变早期,位于神经节细

8、胞层和内丛状层的小胶质细胞反应性增生并释放细胞因子,如肿瘤坏死因子(TNF)2、白细胞介素(IL)21等,而这些因子参与了血视网膜屏障的破坏【21】。有实验显示，视网膜神经细胞和神经胶质细胞早在糖尿病开始阶段，其结构和功能已经发生显著改变：包括神经细胞和神经胶质细胞电活动改变；胶质细胞反应性增生；部分氨基酸类神经递质水平上调以及神经细胞和胶质细胞超微结构的变化。糖尿病时，糖代谢的异常通过对视网膜神经细胞和神经胶质细胞的作用，导致神经细胞的损伤和胶质细胞的反应性增生，其结果可能是信息传导的障碍和纤维化的形成；由于神经胶质细胞参与血视网膜屏障的形成【22，23】，因此胶质细胞的异常又将直接引起血视

9、网膜屏障受损、甚至崩溃，并进一步加重神经细胞和神经胶质细胞的损害。血一视网膜屏障受损，又将导致视网膜毛细血管内皮细胞的改变。在这一过程中，神经胶质细胞还可分泌一些特异的细胞因子，如VEGF，促进视网膜新生血管的形成。而神经递质的改变则有可能是导致神经细胞损伤的物质基础。对于糖尿病视网膜病变的治疗，仅仅针对新生血管是不够全面的，应该探讨多方位的治疗，包括针对神经细胞谷氨酸兴奋性毒性的防护研究和抑制神经胶质细胞的反应性增生以减缓糖尿病的发展等，糖尿病早期针对视网膜神经细胞及神经胶质细胞改变的干预和治疗，将有助于糖尿病视网膜血管病变的预防。参考文献：【1】 Amos A, McCarty D, Zi

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