【摘要】 越来越多的研究表明，糖基化终末产物（AGEs）在糖尿病视网膜病变（DR）发生和发展的过程中起着重要作用。AGEs在糖尿病患者体内的不断累积，可通过诱导血管舒缩调节异常，增强氧化应激，与AGE受体（RAGE）结合等多种直接及间接的病理机制发挥作用。使用AGEs抑制剂如氨基胍，ALT 711，sRAGE等可以有效的防止、延缓DR的进展。
【关键词】 糖基化终末产物;抑制剂;氨基胍
Advanced glycation end products and diabetic retinopathy
Ji Wang, XuGuang Xia
Department of Ophthalmology, Nanhua Hospital Affiliated to Nanhua University, Hengyang 421002, Hunan Province, China
AbstractMore and more evidences show that advanced glycation end products (AGEs) play an important role in diabetic retinopathy (DR). In diabetic patient, the AGEs accumulate and affect by several direct and indirect pathologial mechanisms, such as inducing the abnormality of the angiokinesis, the exagerated oxidative stress and the binding of AGEs to their specific receptors, etc.The AGEformation inhibitors,including aminoguanidine, ALT 711, and sRAGE, ect, could prevent and postpone the development of DR, effectively.
KEYWORDS: advanced glycation end products; inhibitors; aminoguanidine
0引言
糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病最严重并发症之一,其发病率，致盲率随着糖尿病病程的延长而相应增加。在DR早期即可发生血视网膜屏障功能异常改变，眼底表现为微血管瘤、出血、渗出和静脉扩张，晚期则可见新生血管及增殖性病变[1]。近年的研究发现，慢性高血糖所致机体蛋白质非酶糖基化终产物（advanced glycation end products，AGEs）的生成、堆积是引起上述一系列DR病理改变的主要原因。
1 AGEs概述
AGEs是指在非酶促条件下,蛋白质、氨基酸、脂类或核酸等的游离氨基与葡萄糖或其它还原糖的醛基通过Maillard反应系列产生一组稳定的终末产物[2]。在经典的Maillard反应中,首先是游离氨基与糖分子中的醛基反应形成schiff碱,然后schiff碱上电荷与双键发生重排产生可逆的早期糖基化产物amadori产物,后者经过脱水和缩合等复杂的反应,最后形成不可逆的晚期AGEs[3]。 体内常见AGEs的分子结构类型是：羧甲基赖氨酸(CML)、戊糖苷素(pentosidine) [4]，除此之外还有羧乙基赖氨酸(CEL)、羧甲基缬氨酸(CMV)、精氨嘧啶(argpyrimidine)、吡咯素(pyrraline)、羧甲基鸟嘌呤(CEG)、果糖酰赖氨酸(fructosyllysine)、咪唑酮(imidazolone)等 [5]。非酶糖基化反应形成的AGEs性质稳定，到目前为止，尚未发现能够使AGEs逆转的细胞系。
2 AGEs的作用机制
AGEs在体内引起DR病变的可能机制如下：(1)血管舒缩调节功能异常:内皮细胞分泌的一氧化氮（NO）即血管源性舒张因子，是一种重要的舒血管因子，同时还具有抗动脉粥样硬化形成、调节单核及中性粒细胞粘附等作用。高糖环境下，AGEs在血管壁的沉积和增多，可通过多种途径影响NO的合成代谢[6]，包括：引起内皮细胞NO的合成减少；通过与NO进行快速化学反应，使其灭活增加；与NO竞争结合其载体分子，使其丧失运载NO的能力；与NO有关的信号传导功能降低，从而显著影响NO介导的血管舒张功能，导致血管收缩、炎症反应和血栓形成，最终造成视网膜结构和功能损伤。(2)氧化应激作用增强:研究表明，长期的高血糖易使各种蛋白质发生糖基化，许多长寿蛋白质如胶原蛋白随着糖化作用延长而不断糖化，形成AGEs的同时不断产生氧自由基(OFR)或活性氧簇(reactive oxygen species,ROS)，并降低视网膜微血管细胞内过氧化酶的活性，增加脂质过氧化物MDA的含量，进一步引起微血管损伤，如：产生硫代巴比妥酸反应性物质；产生血红素加氧酶mRNA；激活转录因子NFκB。这3种征象是细胞氧化应激时的共同反应。氧化应激还能诱导血管生长因子VEGF的过度表达，促使新生血管形成，导致增生性糖尿病视网膜病变发生[7]。(3)细胞外基质（ECM）结构和功能异常:ECM的毛细血管基底膜（CBM）增厚和肥大是糖尿病微血管病变的特征性表现 [8] 。AGEs可以诱导ECM中的长寿结构蛋白发生不可逆交联，如IV型胶原,层粘连蛋白及纤维连接蛋白等,并能降低基质蛋白对水解酶的敏感性从而减少降解[9]；AGEs作用于IV型胶原，不利于胶原网状结构形成；作用于I型胶原可使分子间空隙增大；AGEs使玻璃体连接蛋白与肝素的结合减少，从而刺激血管壁中其它基质过度增生等。这些改变影响细胞的生长、聚集，迁移和粘附，从而进一步引发新生血管及纤维组织增殖,CBM增厚，出现浸漏,最终发展为纤维组织与玻璃体的粘连[10]。(4)与细胞膜上的受体结合，促进白细胞粘附、聚集和活化:高糖环境中，很多细胞的表面如单核细胞、巨噬细胞，淋巴细胞都有AGEs特异性受体（RAGE）的表达。实验性糖尿病大鼠模型的视网膜中,包括视网膜限制性内膜层和网织内层以及视网膜血管的内皮、平滑肌和外膜细胞内，都可见AGEs与AGEs受体广泛存在。二者结合，可诱导氧化应激,激活NFκB，刺激多种粘附分子基因过度表达,如E选择素、P选择素、VICAM1和VCAM1等[1112];同时AGEs还使内皮细胞分泌单核细胞趋化因子1增加,诱导单核细胞的趋化,激活和迁徒。单核细胞激活后分泌低水平的IL1,TNFα,PDGF和C反应蛋白等细胞因子和生长因子，从而引起慢性细胞活化作用和组织损伤，在DR中起着重要的作用[13，14]。(5)其它机制:AGEs促进VE（vascular endothelial）钙粘蛋白降解。血视网膜屏障功能依靠内皮细胞间形成的特异性的连接维持，包括紧密连接和粘附连接。钙粘蛋白是粘附连接的基本组成。其中VE钙粘蛋白能介导钙依赖性的同种内皮细胞间的粘附[15]，并能调节内皮细胞的多种行为活性，如细胞活力、形成血管、对生长因子的应答反应，细胞存活等[16]。研究表明，AGEs能显著减少视网膜血管内皮细胞VE钙粘蛋白的表达，由此伴随血管渗透性的增加。在糖尿病动物模型的离体微血管中，还能观察到VE钙粘蛋白mRNA的下调 [17];AGEs可使胞浆[Ca2+]i水平显著增高。在传递细胞信息、调控多种细胞效应等方面有重要作用的[Ca2+]i的平衡失调,可触发细胞死亡机制，加速细胞磷脂的降解和细胞骨架的破坏,并导致细胞能量代射障碍,造成细胞的损害和死亡[18]。
3 AGEs抑制剂
3.1氨基胍
氨基胍(aminoguanidine)的发现已经超过百年。近10a的研究发现它的两个新作用：一是在动物和人体临床试验中显示它能抑制AGEs的形成；二是能够抑制NO合成酶。氨基胍是亲核的小分子肼类化合物，它并不抑制早期amadori的产生，而是与amadori反应阻止其进一步重排，从而抑制AGEs的形成。在链脲霉素诱导的糖尿病小鼠模型中，氨基胍通过上述机制能有效减少由AGEs引起的周细胞丢失，微动脉瘤生成，内皮细胞增生的病理过程，以阻碍DR发展[19]。另外，氨基胍还可降低总胆固醇、低密度脂蛋白及甘油三酯的水平。在最近Ⅲ期临床试验中已证实,氨基胍可降低糖尿病患者血脂浓度及延缓视网膜病变。
3.2ALT 711和苯酰磷酸维生素B1(Benfotiamine)
ALT 711[alagebrium chloride 4,5二甲基3(2氧代2苯基乙基)噻唑鎓氯化物]是维生素B1的衍生物。作为晚期AGEs交联裂解剂,它可以改善动脉顺应性，解除交联，抑制AGEs的形成和RAGE的表达。benfotiamine是一种合成的脂溶性的维生素B1，在实验中显示，它不仅优于常规的维生素B1，而且高效的阻止AGEs的形成和对组织的损伤[20]。
3.3抗RAGE抗体和重组可溶性RAGE(sRAGE)
AGERAGE的结合可诱发并放大多种病理效应，阻断其结合,对DR预防和治疗具有重要的意义。抗RAGE抗体和可溶性RAGE (sRAGE)是公认的RAGE阻断剂。抗RAGE抗体可以通过与RAGE的结合,以阻断AGEs借助其受体进入胞内而引发的细胞损伤。Yuichi等[21]研究发现，用sRAGE治疗含RAGE转基因的糖尿病小鼠，可以有效阻断RAGEAGE的结合，并减少白细胞粘滞和血视网膜屏障的破坏。抗RAGE抗体介导的病理效应,将会为这些疾病的治疗提供一个新的方法。
4总结
AGEs与糖尿病及其DR的发生，发展有着密切关系。越来越多的研究开始关注并深入探讨AGEs的作用及损伤机制，其抑制剂也在不断开发中，这些都能为我们在认识、防治、监测DR方面提供有力的理论依据和经验。
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