2 PEDF的生物学特性及其与糖尿病视网膜病变的关系

    2.1 PEDF的生物学特性 PEDF是含418个氨基酸，分子量约为50kDa的糖蛋白，位于染色体17p13，它属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族，但无抑制蛋白水解酶的活性作用[20]。PEDF最早由Tombran-Tink等从人胎儿视网膜色素上皮细胞培养调理液中纯化分离出来，能诱导培养Y79视网膜母细胞瘤细胞的神经元分化，具有神经营养作用。PEDF由视网膜色素上皮细胞(retinal pigment epithelium, RPE)旁分泌至视网膜感光细胞间基质，对视网膜的分化起重要作用。胎儿和年轻人的RPE有较高的PEDF基因表达，而衰老的RPE细胞中PEDF基因表达下调。在视网膜内核层、神经节细胞层、脉络膜、睫状体、角膜内皮细胞和上皮细胞及光感受器均有PEDF存在。Dawson等[21,22]1999年首次发现PEDF还具有很强的抑制血管作用，正常人的房水、玻璃体腔中有较高浓度的PEDF，可能是维持角膜玻璃体等眼内组织无血管结构的主要原因。认为PEDF是一种双重作用的因子，不仅具有神经营养作用，还具有抗血管生成的作用。

    2.2 PEDF与糖尿病视网膜病变的关系 随着DR发病机理的多方向及深入研究，血管抑制因子的作用已被研究者所重视。PEDF被认为是最有效的天然血管抑制因子，近年来人们对其进行了较为广泛的研究，并且一致认为，在DR中PEDF是一个保护性因子。抽掉玻璃体中的PEDF，抗血管生成的活性消失，表现出刺激血管生成的活性增强。DR的最早病理改变为视网膜微血管周细胞丧失及功能障碍，细胞培养证明，AGEs损伤培养的周细胞， PEDF可保护周细胞免受AGEs的损伤，这一过程是通过PEDF的抗氧化特性来实现的。AGEs或活性氧族（reactive oxygen species,ROS）可抑制视网膜周细胞内PEDFmRNA的表达，造成PEDF水平下降，而PEDF水平的下降可使氧化应激诱导的周细胞凋亡及功能障碍进一步加剧[23],从而促使DR的进展，微血管瘤形成，血管渗漏，内皮细胞增殖、移行、新生血管形成。也有研究显示，PEDF参与了调节PDR患者视网膜前新生血管膜的形成[24]，这说明，PEDF的作用贯穿与DR病程的全过程。大量临床实验表明DR患者房水及玻璃体中PEDF水平低于正常对照组，PDR患者的这种趋势更加明显[15,16,25]。造成DR患者眼局部PEDF水平下降的原因尚未完全明确：体外细胞培养提示，高葡萄糖可直接下调RPE细胞的PEDF表达。学者们对PEDF抑制血管生成的机制进行了大量的研究，动物实验表明，静脉注射PEDF可抑制AGE介导的VEGF所引发的血管渗漏[26]，全身及玻璃体腔注射人重组PEDF可明显抑制高浓度氧或缺血诱导的视网膜新生血管形成。细胞培养亦证明，PEDF可抑制VEGF诱导的血管内皮细胞增殖与迁移[27,28]。这些研究明确了在DR的早、中、晚期PEDF的保护性作用持续存在，糖尿病视网膜局部PEDF水平的减少削弱了这种保护性作用，为DR发生创造条件或促使DR发生、发展及恶化。

    PEDF不仅可以抑制新生血管的形成，还可逆转已经形成的新生血管。Mori等[29]用VEGF转基因鼠模型及激光损伤所致的CNV模型进行实验，2wk后玻璃体内或视网膜下注射腺病毒载体介导的PEDF（AdPEDF）对照组用(AdNull),结果显示，PEDF组新生血管显著退行，内皮细胞显著凋亡。更有意义的是PEDF的这种抑制血管生成的作用是具有选择性的，它可以抑制生成病理性新生血管，但不影响生理性血管的形成。基因转染的鼠模型表明，高于生理浓度3.5倍的内源性PEDF对新生鼠视网膜血管形成和分化不会造成明显或持久的影响[30]。因此， PEDF治疗视网膜新生血管性疾病有广阔前景。

    3 VEGF与PEDF在DR中的相互作用及影响

    血管的发生是由血管刺激因子和血管抑制因子的平衡所控制，正常组织中，血管抑制因子影响占据优势，因此不会发生新生血管，病理状态下如：PDR，肿瘤发生时，血管刺激因子增强或/ 和抑制因子减弱，导致新生血管产生。Zhang 等[31]的实验证明，作为主要血管刺激因子的VEGF和潜在的血管抑制因子PEDF之间的平衡对调节血管渗漏与新生血管的形成是至关重要的。现已证明，VEGF与PEDF之间存在一种互逆的调节，PEDF可以大大下调视网膜血管内皮细胞和Müller细胞VEGF的表达,在Müller细胞中，用siRNA使PEDF基因沉没，可以造成VEGF在mRNA水平及蛋白质水平明显升高，说明PEDF是一种内源性的VEGF的负性调节剂。更进一步的研究表明，缺氧不仅可诱导VEGF启动子活性增加，还可诱导缺氧诱导因子（hypoxia inducing factor, HIF）核转位及促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）磷酸化，而以上过程可被PEDF抑制。这说明PEDF抑制VEGF发生在转录水平。又有体外实验表明，PEDF可与VEGF竞争VEGFR-2，这显示出了PEDF的又一作用机制。另一方面，VEGF明显下调PEDF的表达。并由此推测，糖尿病患者视网膜局部VEGF表达增加至少部分归因与PEDF水平的减少，既而造成血管渗漏和新生血管形成。所以，恢复血管刺激因子与血管抑制因子的平衡状态，是治疗DR的关键所在。

    总之，DR的发生是一个很复杂的病理过程，它是多因素，多阶段作用的结果。在引起DR的多方面因素中，根本的原因是机体糖代谢紊乱与微循环障碍，视网膜局部血管刺激因素与血管抑制因素之间的网络平衡破坏是引发血—视网膜屏障破坏、新生血管生成的直接原因。在临床上，有效的视网膜激光光凝及玻璃体手术已成为PDR常规治疗手段。但这些方法对眼局部均具有不同程度的损伤性。目前，研究的热点逐渐从血管生成因子转移到血管生成因子与抑制因子的网络调控上。在DR的药物干预方面，旨在寻求调节关键生长因子的药物性治疗，抑制VEGF的表达，VEGF受体拮抗剂，VEGF的细胞内信号转导以及重塑VEGF与PEDF之间的动态平衡成为研究的靶方向，同时，PEDF具有抑制病理性新生血管和神经营养双重生物功能可以在治疗疾病的同时保护视功能，但是，DR有关VEGF和PEDF药物治疗的研究还处于早期阶段，还需要大量基础及药理研究来证明其临床有效性和安全性。

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