《促红细胞生成素对视网膜保护作用的研究进展-2016年最新医学论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《促红细胞生成素对视网膜保护作用的研究进展-2016年最新医学论文（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询促红细胞生成素对视网膜保护作用的研究进展【摘要】 红细胞生成素是由肾脏分泌的内源性细胞因子，近来研究发现，视网膜也存在红细胞生成素及其受体，并在视网膜缺血缺氧以及光损伤等均起保护作用。本文对红细胞生成素及其受体的产生、结构及其在视网膜缺血缺氧中的保护机制进行综述。 【关键词】 红细胞生成素 视网膜 缺血缺氧 神经保护Study advance on the protective effect of erythropoietin on retinaAbstract Erythropoietin is well known due to the
2、important function in the erythrocytopoiesis , however , the recent studies have found that erythropoietin and its receptors also exist in retina and play a protective role during hypoxia/ischemia and light-induced retinal degeneration etc . The article reviews the development of erythropoietin and
3、its receptors，structure and protective mechanism in retina .精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询 KEYWORDS: erythropoietin; retina; protection0 引言许多视网膜、视神经疾病如老年性黄斑变性、视网膜脱离、视网膜色素变性、视网膜功能不良性疾病、视神经损伤等，它们的共同病理机制是视网膜神经节细胞、光感受器细胞等神经元的凋亡，最终导致视力的丧失，因而，寻找视网膜视神经保护药物具有重要意义。本文就促红细胞生成素（erythropoietin，EPO）及其受体的产生、结构、对视网膜保护机
4、制以及临床应用前景作一综述。1EPO 以及 EPO 受体的分子结构EPO 是一种含唾液酸的酸性热稳定(80)糖蛋白，由 165 个氨基酸组成，来源于肾脏及胎肝,在缺氧情况下，EPO 可在肾外更多的器官中表达，天然存在的 EPO 有两种类型， 型和 型。两种类型精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询的生物学特性、抗原性相同，主要区别在于碳水化合物含量不同。传统上认为 EPO 是一种血细胞因子，可以促进造血祖细胞的增殖与分化，然而，近年来许多研究表明 EPO 具有神经营养活性，EPO 可刺激神经祖细胞发育并防止胚胎脑凋亡。EPO 的生物作用是通过相应靶细胞膜表面受体介导的。EPO 受
5、体属于细胞因子受体超家族成员，其基因定位于染色体 19q13.3，有 8 个外显子，编码一分子量为 66kDa、由 507 个氨基酸组成的 I 型跨膜糖蛋白，包含胞外区、跨膜区和胞内区，胞外区具有与其他在细胞表面正确折叠和表达所必需的、高度保守的 WSXWS（tryptophan-serine-x-trypto-phan- serine）序列和两对半胱氨基酸残基。在细胞质的近膜区也有两个高度保守序列 box1 和 box2，对于 EPO 受体形成折叠非常重要。一分子 EPO 可与细胞表面的两分子受体相结合，其受体结合区域在 C末端。Jak2 可以和 box l 区特异性结合并被磷酸化，然后激活
6、一系列激酶和信号转导蛋白。2 EPO 及 EPO-R 在视网膜中的分布EPO 和 EPO-R 在胚胎和成年组织中广泛表达，在视网膜的研究中, Bocker-Meffert 等1通过免疫染色发现 EPO-R 主要定位于视神经节细胞层，低密度的染色标记存在于内丛状层和外丛状层以及锥体精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询内节部分。用含有特异性阻滞肽的抗 EPO-R 抗体进行免疫反应也证实了 EPO-R 在视网膜中的存在，同时 Junk 等12通过使用特异性的多克隆抗体发现 EPO and EPO-R 表达在正常的视网膜上，免疫组织化学研究定位在视网膜内层，免疫组织化学双标记染色示 E
7、PO-R 的表达定位在视网膜神经节细胞、无长突细胞和 Mller 细胞。3 视网膜缺血缺氧时 EPO 的产生机制视网膜在正常供氧情况下，低氧诱导因子 HIF-1a（hypoxia inducible factor）是 HIF 的调节亚单位，快速被蛋白酶体很快降解，而视网膜缺血意味着视网膜组织同时缺氧和葡萄糖，此时，首先缺氧的局部组织产生一种转录因子缺氧诱导因子 HIF-1a，HIF-1a 稳定，HIF-1a 进入细胞核内，进入细胞核与 HIF-1b 形成异源二聚体，结合到目标基因染色体上缺氧反应元件（hypoxia response element，HRE）结合，启动包括 EPO 基因在内的一
8、系列基因的转录，如 EPO，VEGF，FGF2 等，随着 EPO 的产生增加，EPO-R 的表达也明显上调，EPO 的信使 mRNA 被转运到细胞质并且翻译表达 EPO 蛋白3。精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询4 血视网膜屏障对 EPO 的影响Grimm 等4研究 EPO 对视网膜光化学损伤的保护性研究中，通过实验组小鼠腹腔注射 rHEPO 5 000U/kg 后通过 ELISA 分析视网膜rhEPO 的水平，注射后 2h，100pg 视网膜蛋白中 EPO 的含量可达到（0.740.24）mU；4h 达到高峰（1.680.37）mU，8h 降低 4 倍（0.470.13）m
9、U。而对照组小鼠注射生理盐水后，视网膜中未检测到 EPO，结果表明 rHEPO 腹腔注射后可通过小鼠血视网膜屏障进入视网膜组织同时，Brines 等5报道中枢神经系统毛细血管内皮细胞表面存在大量 EPO 受体，血液中的 EPO 与毛细血管内皮细胞表面的 EPO 受体结合，可启动细胞内吞噬作用，将 EPO 通过血脑屏障转运至脑组织，由此推测小鼠血液中的 rHEPO 可能也是通过这一途径被转运至视网膜组织。5 EPO 在视网膜损伤的保护现象Grimm 等6利用视网膜光化学损伤的动物模型研究发现， （HIF-1a）促进了 EPO 的表达，从而对视网膜光化学损伤起保护作用。显示经过低水平氧（60mL/
10、LO2）处理的鼠可防止光诱导的细胞凋亡从精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询而保护视网膜感光细胞结构和功能。与视网膜光化学损伤细胞凋亡相关的细胞因子 activator protein-1（AP-1）在低氧处理后没有抑制，缺氧预处理阻止了凋亡晚期的信号级联反应的 caspase-1 表达，同时低氧上调 EPO 的表达，EPO 蛋白与其存视网膜感光细胞内段的相应受体结合，触发了信号的级联反应，从而抑制感光细胞的凋亡，并且免疫组织化学检查也证实视网膜感光细胞内段有 EPO 受体，这与 EPO 在感光细胞有直接的神经保护作用是相一致的。除了内源性 EPO 具有保护作用，rHuEPO
11、也具有保护视网膜感光细胞免遭光损伤的作用。EPO 对视网膜神经节细胞也具有神经保护作用。Junk 等7发现在急性视网膜缺血再灌注损伤动物模型中缺血上调了视网膜EPORmRNA 的表达，缺血后 l2h 开始上升，72h 达到高峰，是正常的4 倍，而 EPO 的表达呈下降趋势，48h 后下降 52%。在缺血前 24h 预治疗或缺血时立即腹腔注射 rHuEPO 有助于视网膜功能的恢复，并发现 TUNEL（原位末端标记物法）阳性细胞减少，而缺血后用 rHuEPO无效，提示 EPO 通过抗凋亡机制对急性视网膜缺血再灌注损伤具有神经保护作用，外源性全身应用 EPO 可以挽救损伤的神经元。同时，在缺血再灌注
12、模型中，通过使用可溶性的 EPO 受体，通过对鼠的ERGb 的检测，与对照组相比较，使用可溶性的 EPO 受体组的 b 波明显减少，提示加重了视网膜的缺血损伤效应。精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询EPO 与视网膜神经节细胞的轴突生长有关，它能够促进视网膜神经节细胞轴突的生长。Bocker-Meffert 等8在生后鼠视网膜组织培养时分别加入 EPO，血管内皮细胞生长因子（VEGF）呈剂量依赖性促进视网膜神经节细胞轴突的生长，当 EPOR 抗体加入培养基以阻断 EPO 的作用时其促轴突生长作用被抑制；提示 EPO 不仅有神经保护作用，而且在缺血视网膜中有促神经再生的功能。EP
13、O 还对视神经损伤后的视网膜神经节细胞的退行性改变有促进其恢复的作用，Alexandra Kretz 等9研究发现使用转基因大鼠tg21，它能在神经细胞里优先表达人类 EPO，在体外实验中，对视神经损伤后视网膜细胞培养，在培养液中加入 EPO 刺激神经节细胞的再生， 与未使用 EPO 的对照组相比，应用 10 到 1 000U rhEPO 时，能使总的轴突增加到 8.31 倍,从 101 000U 的浓度不同时它刺激RGCs 轴突生长外展长度和数目都成比例,其结果提示 EPO 能促进 RGC的再生并呈剂量依赖性。同时,分别对视神经轴突损伤后大鼠在0，3，6，9d 给予玻璃体腔内重复注射 EPO
14、 后对其进行视网膜细胞培养,结果也发现 EPO 能促进神经节细胞的再生轴突长度 5.7 倍和数目 2.16 倍。提示 EPO 可以刺激神经节细胞轴突再生,发挥着神经营养的作用。Weishaupt 等10建立了轴突损伤模型, 在体外通过应精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询用 EPO 阻止了缺乏神经营养因子小鼠的 RGCs 死亡，在体内阻止了GCs 的轴突损伤，EPO 神经保护效应与剂量呈钟型的剂量反应关系，进一步证明 EPO 对横断轴突后慢性中枢神经元凋亡有保护作用。最近也有报道，全身给予 EPO 治疗光损伤性视网膜变性或遗传性视网膜色素变性，发现对视网膜感光细胞有明显的保护作
15、用。上一页 1 2 下一页6 EPO 对视网膜的保护作用机制6.1 抗凋亡作用 EPO 对视网膜抗凋亡的作用机制研究还不是很清楚，但 EPO 在神经系统内的抑制细胞凋亡的机制可能与红细胞内的机制相同，EPO 与 EPO 受体结合使受体形成二聚体，并通过转磷酸化作用激活 Janus 激酶 2（Janus kinase，JAK2）相关性受体，使受体胞内结构域特异性酪氨酸磷酸化成为细胞内信号转导通路上信号分子的作用位点 J。激活的 JAK2 可使细胞内多种蛋白酶发生酪氨酸磷酸化，其中也包括 EPOR。在 JAK2 作用下去磷酸化使通路下游的酶失活并下调级联信号，包括促分裂原活化蛋白激酶(RasMAP
16、K)途径，磷脂酰肌醇-3 激酶(PI3K)途径和信号转导和转录活化因子-5(STAT-5)途径。Ruscher 等11研究发现通过体外氧葡萄糖剥夺模型也对 EPO 的阻止凋亡作用及其信号转导机制进行研究，使用了一系列与信号转导相关的拮抗剂，证实了 EPO 的抗调亡作用，并显示精品文档欢迎来主页查询更多精品文档,欢迎来我主页查询其时间和剂量的依赖性。Chang 等12研究发现，EPO 预处理可减少缺氧诱导的膜磷酯酰丝氨酸残基外显，同时还抑制随后的 DNA 降解，而这两者均可以独立地导致细胞凋亡，也证实了 EPO 抗神经元凋亡作用。此外,根据以 EPO 处理仅 5 min 即可发挥保护作用这一现象提出了另一可能途径：EPO-EPOR-R-JAK-2-NF-B。Digicayliogu 等13的研究进一步表明：Epo 可能引起相互独立的 JAK-2 和核因子-B(NF-B)信号通路之间交叉感知。EPO-R 介导的 JAK-2 激活
