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1、1核转录因子 NF-B 与青光眼关系的研究进展【摘要 】 核转录因子 NF-B 是一种多功能转录因子家族，它广泛存在于人体组织和细胞中，参与到机体炎症反应、免疫反应、氧化反应、细胞凋亡等细胞的生理、病理过程中。本文从小梁网、视网膜神经节细胞和视乳头损害 3 方面着手，对近年来核转录因子NF-B 与青光眼关系的研究进展作一综述。 【关键词】 核转录因子 NF-B 青光眼0 引言青光眼是一组以病理性高眼压，视神经萎缩，视盘凹陷扩大及进行性视野缺损为特征性的眼部疾患。作为人类不可逆致盲疾病的第2 位原因，人类对其各方面的研究从未停止。核转录因子 NF-B 近年来已引起国内外学者的关注，现对其在青光眼
2、方面的研究进展作一综述。1 NF-B 的结构和功能核转录因子 NF-B 在 1986 年由 Sen 和 Baltimore 提出。他们2将 B 淋巴细胞核提取物中一种能与免疫蛋白 轻链基因增强子的 B序列（5GGGACTTTCC3 ）特异结合的蛋白因子命名为核转录因子 NF-B。后来， NF-B 被发现几乎存在于所有的组织和细胞中，成为一种多功能转录因子家族，参与到机体炎症反应、免疫反应、氧化反应、细胞凋亡等细胞的生理、病理过程中1。NF-B 主要由 NF-B/Rel 蛋白家族成员组成，包括 NF-B-1(P50 及其前体分子 P105)，NF-B-2(P52 及其前体分子 P100)，P65
3、（relA）, relB , C-rel 等。另在果蝇细胞中发现两个新成员：Dorsal, Dif2.3。Rel 家族的许多成员都可与其他 Rel 蛋白聚合成同源或者异源二聚体，以形成具有序列特异性的 DNA 诱导活化因子，如 RelB/P50, RelB/P52,P65/P50,P65/P65 和 P65/C-Rel 等。所有 NF-B/ Rel蛋白的氨基末端均有一段由大约 300 个氨基酸组成的 Rel 同源结构域（RHD） ，包括二聚体化结构域、IB 结合位点、核定位信号（NLS）和 DNA 结合部位等。通常情况下，大多数细胞中的 NF-B 与其抑制因子 IB 蛋白家族成员（包括 IB,
4、IB,IB,IB 和BCL-3 等，其中 IB 是最重要的 NF-B 活性调控成员）相结合，或与其前体 P100 或者 P105 相结合而滞留于胞质中，不具有转录活性4。IB 通过其锚蛋白重复序列与 RHD 相结合而掩盖了 NF-B 的核定位信号(NLS)，阻止 NF-B 转位进入细胞核内调控基因的转录与表达。当细胞受到各种因素的刺激，包括各种应激性刺激、细菌粘多糖、病毒、氧自由基和多种细胞因子等时，IB 氨基末端的丝氨酸残基被 IB 蛋白激酶（ I）磷酸化，磷酸化的 IB 被泛素3化，进一步被蛋白酶降解,使 NF-B 从 NF-B-IBS 复合物中解离，暴露出 NLS 并转位于细胞核，与 N
5、F-B 反应基因上启动子区域的NF-B 结合位点相结合，从而启动这些基因的转录，实现其对基因转录与表达的调控5。2 NF-B 在青光眼发病机制中的作用2.1 NF-B 与青光眼小梁网损害的关系2.1.1 氧化损伤 眼内压主要由房水分泌和房水排出共同决定。而小梁网是房水排出的主要途径和调节眼压的主要组织。小梁细胞属于内皮细胞，其形态和功能及其与细胞外基质的连接控制着房水排出的阻力。有研究6发现代谢和消除过氧化物和其他氧自由基的许多酶类将会随着自身降解而引起眼部组织的老化，使其产生不可逆的毒性反应，如白内障形成、角膜内皮细胞的丧失、小梁网细胞粘多糖分泌形式的改变而导致青光眼的发生。另有研究7认为氧
6、化损伤将扰乱小梁细胞的功能状态，引起眼内压的升高。研究中发现短暂的低浓度的氧化剂作用将不影响小梁网内皮细胞的生存，但其与纤维连接素、层粘连素、型及型胶原等细胞外基质的主要成分的连接粘附能力显著减弱。而长期反复的高浓度的氧化损伤可能导致小梁网细胞数量、相互连接及其完整性遭到破坏。但无论氧化剂的浓度大小，小梁网内皮细胞核中 NF-B 的结合活性都增强。其抑4制亚单位 IB 蛋白被磷酸化降解，引起 NF-B 激活，从细胞浆转位入细胞核，其相关基因便被转录和表达。2.1.2 MYOC/TIGR 基因 MYOC/TIGR 基因目前已被证实是青年性开角型青光眼（JOAG）和原发性开角型青光眼（POAG）的
7、致病基因8。其表达的 TIGR 蛋白引起细胞外基质组成的改变，从而可使房水由小梁网流出受阻9，同时通过改变细胞骨架的形状，导致小梁网细胞形态发生变化，使房水流出通道受阻10。国外学者9通过培养人小梁细胞，用 500nmol/L 地塞米松作用 10d 以建立TIGR 的 cDNA 文库和估计其 mRNA 诱导情况后发现 TIGR 启动子包含 NF-B 等多种与氧化损伤、 DNA 损伤、剪切力等有关的序列结合位点。Kirstein 等11的研究也发现控制小梁细胞MYOC/TIGR 基因转录的关键因素USF（上游因子）的 5端包含 NF-B 序列的结合位点。这就意味着 NF-B 激活进入核内可与 M
8、YOC/TIGR 相关位点结合，上调其表达，促使 JOAG 和POAG 的发生。2.1.3 内皮白细胞粘附分子1 （ELAM-1） ELAM1 是 E 选择素(E selectin)家族成员，能在特定的细胞因子或促炎症因子作用下迅速合成，而在非活化的内皮细胞中不表达，因此被认为是内皮细胞活化的标志。多项对血管性疾病的研究认为 ELAM-1 与内皮细胞相结合,其上调可能引起细胞形态的改变，影响细胞之间的连接。5有学者12 研究 ELAM-1 对猪眼小梁细胞形态及细胞骨架的作用中发现 ELAM-1 会影响小梁细胞肌动蛋白微丝细胞骨架，改变其形态及细胞粘附性，同时还会增加细胞的丢失量，破坏内皮细胞层
9、的完整性，影响小梁网的结构和功能，促使房水外流的阻力增加。ELAM-1 在小梁细胞中的具体调控机制已有报道。Wang 等13 的研究发现各型青光眼的小梁网细胞中始终存在着 ELAM-1 的附着，其 ELAM-1 的表达受控于 NF-B 参与的 IL-1 自分泌反馈环。IL-1-NF-B 自分泌反馈环可在组织修复、疾病、及细胞老化中被激活。ELAM-1 基因的转录启动子中包含 NF-B 反应元件。内生性的 IL-1通过激活 NF-B 来调控青光眼小梁细胞 ELAM-1 的表达。而 NF-B 也介导炎症细胞因子 IL-1、IL-1 和 IL-6 的表达。最初的氧化损伤等刺激可使小梁网细胞 ELAM
10、-1,IL-1/IL-6 基因自身少量表达，激活 NF-B，激活的 NF-B 又将反过来增加 IL-1/IL-6 和 ELAM-1基因的表达，由此形成 IL1/NF-B/ELAM-1 自分泌反馈环。因此，这一信号通路成为了眼部房水流出通道受损的代偿性反应，并为青光眼早期诊断提供了第一位的检测信号。Wang 等14进一步研究，他们取正常和有青光眼病史的人眼标本,观察由超声波作用前后其小梁细胞内 IL-1,NF-B 和 ELAM-1 的变化时发现，正常人眼的小梁细胞中未检测到 IL-1、 ELAM-1，但经过超声波作用后，其小梁细胞中出现了 IL-1 和 ELAM-1，且 NF-B 由胞质进入胞核
11、。而青光眼标本小梁细胞在未进行任何处理的情况下就可检测到IL1、ELAM1 和激活的 NF-B。经过超声波作用后，细胞中6IL1 和 ELAM1 的量有所增加，由此推测超声波可能有激活小梁细胞信号通路的作用。学者们认为 IL1/NF-B /ELAM1 的表达可能是青光眼自我代偿机制之一。当房水外流通路组织受到外界刺激如氧化应激时，小梁细胞可表达 ELAM-1 以代偿应激反应，通过控制肌动蛋白微丝骨架，影响细胞与细胞及细胞与细胞外基质的粘附性，引起细胞舒张和细胞分离，改变细胞形态，提高房水外流通畅性并降低眼压。ELAM-1 引起细胞粘附性降低的同时增加细胞丢失量，破坏了内皮细胞层完整性，影响小梁
12、网结构和功能。青光眼通过 NF-B 介导以持续高表达 ELAM-1 可能会加重青光眼的发展。2.1.4 CD44 NF-B 在青光眼患者的小梁细胞中有上调趋势，且以多个基因为靶基因，其中包括许多重构和稳定细胞外基质的基因，以 CD44 尤为明显。粘附分子 CD44 是细胞膜表面上的一种糖蛋白，在内皮细胞等多种细胞表面均有表达，其配体主要为透明质酸，后者是细胞外基质的一种成分。多项实验发现 CD44 分子异常表达或不同形态可影响小梁细胞的功能。可溶性 CD44（sCD44）可能使小梁细胞变圆、分离、细胞集簇性，并对抗小梁细胞的生长导致其生存能力降低、细胞丢失15。Miller 等16用 1，10
13、 ，40mmol/L的乳酸盐处理人眼小梁细胞，Western Blot 显示处理组与对照组的胞质中都有 P50 持续存在，而核裂解物中对照组缺乏 P50，各处理组 5min 后出现 P50 免疫阳性。6h 后与对照组比较，40mmol/L7处理组的胞质及各处理组胞核内 P65 增高。各处理组培养悬浮物中可溶性 CD44（sCD44）浓度不同程度升高，小梁细胞生存力降低。两者提示乳酸盐能使 NF-B 在人眼小梁细胞核内易位，并推测POAG 患者房水中 sCD44 含量增高也可能是通过 NF-B 干预的。但 NF-B 是如何具体调控 CD44 的，还有无其他信号转导机制参与其中尚不清楚。2.2 N
14、F-B 与青光眼视网膜损害的关系 青光眼早期，视网膜神经纤维层便可出现局限性萎缩。青光眼导致视功能损害的病理基础主要是视网膜神经节细胞的凋亡和神经纤维的丧失。多项研究表明，细胞抗凋亡作用的启动信号仍然是各种生存因子通过受体激酶的介导，激发以 NF-B 为中心的正向级联放大的信号转导通路,促使NF-B 调控的抗凋亡基因包括 IAP、 bcl-2 家族成员等的激活及JN、Bax 、Caspase-9 等凋亡相关基因的下调。Choi 等17为了探索 NF-B 在视网膜神经节细胞死亡过程中的作用，他们将成年小鼠视神经从距眼球 5 mm 处截断，分别用光学和电子显微镜观察视网膜神经节细胞形态改变，并用免
15、疫组化法测定 NF-B 活化情况。结果发现活化的 NF-B（p50 和 p65）随时间推移而显著增加，视网膜神经节细胞也相应出现核固缩等凋亡表现，因此推断出 NF-B与视网膜神经节细胞凋亡可能有密切关系，但 NF-B 对神经节细胞的凋亡是起介导作用还是代偿作用仍不清楚。他们在继续研究中用溴化乙锭和 NF-B 抗体对小鼠视网膜神经节细胞行双着色实验，以8确立 NF-B 的活化与视网膜神经节细胞死亡的相关性18。结果显示 NF-B 只出现在存活的神经节细胞中，且在视神经截断 3d 后其活化转移入细胞核中。同时他们应用 NF-B 抑制剂柳氮磺胺吡啶阻断 NF-B 的活化以观察神经节细胞数量的相应变化
16、，发现应用后存活的神经节细胞数量明显减少。国内也有学者19-22通过免疫组化技术对大鼠视网膜缺血再灌注损伤中 NF-B 的表达及 bFGF（碱性成纤维细胞因子）对 NF-B 表达的影响进行研究，发现大鼠视网膜缺血再灌注后的损伤可导致神经元的凋亡，凋亡细胞随时间变化的规律和 NF-B 表达随时间变化的规律相同，且 bFGF 应用后 NF-B的活化明显增加。Fuchs 等23在有氧和缺血的环境中分别培养纯净的和混杂有其他视网膜细胞的视网膜神经节细胞以观察 TNF- 对其生长的影响，发现混合培养基中神经节细胞对 TNF- 不敏感，它们生长良好。而纯净的神经节细胞在 TNF- 的作用下出现凋亡。究其原因发现混合培养基中其他
