作者：高云仙　甘子明

　　［关键词］ 视网膜;缺血再灌注;脑;c-fos　　
      
　　青光眼时眼压升高能造成视网膜缺血性损害，而在视觉传导通路中，如果一组神经元受到损害，那么在其通路远端的承担相同功能的神经元也会出现退行性改变。在这种损害过程中，c-fos的作用愈来愈受到关注。正常情况下，c-fos与细胞的生长分化繁殖密切相关。病理情况下，早期认为它的出现与神经细胞的自我修复有关，但近年的研究表明，它与脑组织继发损害的关系十分密切。
    
　　1 c-fos在脑组织的表达
    
　　1.1 c-fos分子和检测
    
　　c-fos是一种癌基因，包括神经元在内的绝大多数正常细胞中有低水平的表达，其表达产物是细胞核的磷酸蛋白（Fos蛋白），后者形成DNA结合蛋白复合物并通过选择性的启动子刺激转录。细胞在受到各种刺激后c-fos迅速表达，表达产物维持时间短暂，故称早期快反应基因（immediate early genes，IEGS）。

　　利用c-fos癌基因探针或该基因表达产物Fos蛋白的抗体孵育切片，然后用原位杂交组化法或免疫组化法就可以检测c-fos癌基因的表达。该方法自建立以来，发展极为迅速，实验周期短，且能够将所刺激的某一功能系多级神经元依次显示出来。

　　1.2 c-fos在脑内的分布特征
    
　　中枢神经系统内c-fos表达因刺激不同而存在差异。应急诱导的表达多见于室旁核（PVN）背、腹侧富含CRF和ACTH神经元的小细胞区［1］ ，也可发生在隔区、孤束核等部位。脱水诱发的c-fos则主要存在于PVN侧区与渗透压变化相关的大细胞区。高渗透压改变所致的c-fos主要密集于室周核与穹隆下器官［1］ 。Hsu观察大鼠局部脑缺血可导致明显而短暂的c-fos等表达增强［2］ ，于再灌注30～90min达高峰，4h后减少。电刺激大鼠的后肢运动.感觉皮质后，丘脑、桥脑核、苍白球和小脑等均出现显著的局限性c-fos免疫阳性标记。

　　1.3 c-fos脑内表达的调控机制
    
　　大量实验显示Glu-NMDA受体激活是中枢神经系统（CNS）IEG表达的关键因素，而受体活化引起的细胞内Ca
2+ 和蛋白激酶C（PKC）第二信使系统是IEGs表达的必要条件。
   
　　1.3.1 Glu-NMDA受体系统  Murphy等认为Glu受体活化是刺激CNS c-fos基因表达的主要途径［3］ 。应用NMDA受体拮抗剂能明显减少c-fos和c-jun的表达。脑缺血与脑损伤对神经细胞IEGs的诱导均与Glu的释放和NMDA受体激活密切相关。Glu释放激活神经细胞NMDA受体，使受体活化而介导IEGs表达。

　　1.3.2 Ca2+ 与PKC系统  体外研究发现，在细胞外存在Ca2+ 的情况下，钙通道激动剂Bayk8644可诱导c-fos表达，而钙通道拮抗剂抑制c-fos表达。PKC抑制剂H―7和Staurosporine部分取消c-fos mRNA表达［3］ ，提示细胞内Ca2+ 是调控IEGs表达的另一主要因素。NMDA促使c-fos mRNA的表达作用与增强磷脂酰肌醇的降解、PKC激活及钙通道开放有关。细胞内Ca2+ 增加，Ca2+ 与钙调素结合，激活Ca2+ 钙调素依赖的蛋白激酶II（CaMkII），CaMkII进入核内，激活CAMP应答元件结合蛋白（CREB）的转录激活活性，激活c-fos等IEGs表达
［4］ 。
    
　　2 视网膜缺血再灌注损伤
    
　　Geyer观察到鼠眼压升高能造成缺血损害，主要受累组织视网膜内丛状层将减少90%，神经节细胞数量减少80%，研究结果提示NO与视网膜损伤有关。Hangi认为，缺血后再灌注时激活的巨噬细胞和中性粒细胞含有iNOS，它们能产生大量的NO，可能导致进一步的毒性自由基形成，从而造成视网膜再灌注损伤。

　　以往认为，高眼压会引起视神经损害及视野缺损。近年来，人们对急性高眼压诱导的视网膜缺血再灌注损伤做了很多研究。高眼压导致视神经功能损害的病理基础是视网膜神经节细胞（RGC）进行性死亡和神经纤维缺失，RGC的死亡方式为调亡。
    
　　2.1 高眼压RGC凋亡的机制
    
　　2.1.1 机械学说  眼压升高使视神经细胞轴浆流阻滞于筛板区，线粒体产生的ATP不能为轴浆膜所利用，可使轴突蛋白生成和移动减少，导致细胞正常代谢受损而死亡。眼压升高，轴浆阻滞与特定视野损害密切相关，眼压越高，视野缺失越明显［5］ 。
   
　　2.1.2 血流学说  RGC缺血时，细胞内ATP活性下降导致Na+ .K+ -ATP酶失活，细胞膜去极化，使Ca2+ -ATP酶失活，Na+ .Ca2+ 交换下降，同时电压门控的Ca2+ 通道开放，细胞内Ca2+ 浓度升高，活性氧大量生成，脂质过氧化物产生对神经元的毒性作用，诱发调亡的发生;另一方面，缺血使谷氨酸释放增加，且细胞膜去极化激活谷氨酸NMDA和AMPA受体，谷氨酸与其受体结合后促进Na+ 、Cl- 、H2 O内流，视神经元急性肿胀;并可直接或间接开启Ca2+ 通道，使大量Ca2+ 内流，细胞内Ca2+ 超载，使细胞内脂质蛋白代谢紊乱，蛋白质变性而导致细胞死亡。

　　2.2 高眼压RGC凋亡的刺激因素
    
　　高眼压RGC凋亡的刺激因素主要有:①神经营养因子的剥夺。高眼压在筛板水平造成RGC顺行和逆行轴浆运输阻滞，妨碍神经营养因子流向RGC胞体，从而激发细胞调亡。②视网膜缺血。胡怀彬认为当视网膜缺血时，细胞ATP酶活性下降及谷氨酸释放增加，最终导致细胞内Ca2+ 超载，反应氧大量产生，诱发调亡的产生［6］ 。③兴奋性氨基酸。Dreyer认为高眼压使受损细胞膜通透性增加，谷氨酸溢至细胞外，高眼压或缺血缺氧损害了Muller细胞清除细胞外谷氨酸的能力［7］ 。细胞外高浓度的谷氨酸过度刺激了其在细胞表面的受体，尤其是NMDA受体，引起细胞膜内的Ca2+ 通道开放，结果是细胞内Ca2+ 超载。过多的Ca2+ 激活了许多钙敏感酶如一氧化氮合成酶（NOS），生成一氧化氮（NO），其具有自由基性质。大量的Ca2+ 内流能在线粒体内抑制ATP合成，形成的反应氧中间产物均具有损害性，二者结合导致DNA碎裂。另外在Ca2+ 内流介导的一系列反应中，通过严重耗尽细胞内能量而间接导致细胞死亡;某些状况下，NO也激活p53，最终导致调亡。④一氧化氮。一氧化氮是无机小分子气体，属自由基结构，高度活泼，弥散速度快，半衰期短，极不稳定。细胞内Ca2+ 超载，激活NOS，催化L-精氨酸产生NO。NO的存在激活细胞内第二信使cGMP，进一步激活蛋白激酶，通过一系列机制影响细胞代谢过程;刺激RGC产生大量的超氧化物诱导RGC调亡;引起细胞核酸亚硝酰化，破坏DNA的螺旋结构，导致细胞损伤;与某些铁原子结合，抑制与细胞呼吸有关的关键酶的活性，破坏神经元。⑤神经生长因子的损害作用。实验表明，当视网膜缺血，视乳头小星形胶质细胞的数量增加、活性增强，并释放神经生长因子，该神经生长因子可直接杀死视网膜神经元。⑥缺锌。锌主要分布在眼视网膜色素上皮层和感光细胞的内节。实验表明，锌可降低缺血时RGC的死亡率，通过下调NMDA受体活性可阻止GABA-A受体对缺血导致的神经节细胞损害而起保护作用。缺锌可提高RGC对缺血的敏感性。
    
　　2.3 视网膜缺血再灌注损伤对中枢视觉系统的影响
    
　　近年的研究表明，急性青光眼致视网膜缺血再灌注损伤会向中枢视觉系统发展，青光眼可能是整个视觉系统的一种神经退变性疾病。近20年来，研究表明在中枢神经系统，如果一组神经元受到损害，那么在其通路远端的承担相同功能的第二组神经元，可能会出现退行性改变。如果视网膜神经节细胞的轴突被切断，那么不仅输送到外侧膝状体（LGN）的远端轴突会发生变性，与这些轴突形成突触的LGN神经元也将发生变性。在某些情况下，位于视皮质的第三组神经元也会变性［8］ 。在实验性青光眼模型中观察到的LGN和视皮质神经元特异性蛋白的表达变化究竟是跨神经元变性的结果，还是独立的可塑性变化，或者两者兼而有之，仍需进一步研究。

　　目前大部分有关青光眼脑损害的证据均来自实验性青光眼动物模型，人们对人青光眼脑部变化的了解相当有限，有待于采用多学科的方法评价青光眼中枢视觉系统的变化，更好的认识这一疾病。 

　　［参考文献］
     
　　［1］Sharp FR，Sagar SM，Hichs K，et al.c-fos mRNA，Fos，and Fos-related an-tigen induction by hypertonic saline and stress［J］.J Neurosci，1991，11（8）:2321-2331.

　　［2］Hsu CY，An G，Liu JS，et al.Expression of immediate early gene and growth factor mRNAs in a focal cerebral ischemia model in the rat［J］.Stroke，1993，24（12suppl）178.

　　［3］ Murphy TH，Worley PF，Baraban JM.L-type voltage-sensitive calcium channels mediate synaptic activation of immediate early genes［J］.Neuron，1991，7（4）:625-635.

　　［4］ShengM，CreenbergME.The regulation and function of c-fos and other im-mediate early genes in the nervous system［J］.Neuron，1990，4（4）:477-485.

　　［5］Van Buskirk EM，Cioffi GA.Glaucomatous optic neuropathy［J］.Am J Oph-thalmol，1992，113（4）:447-452.

　　［6］胡怀彬.青光眼视神经保护治疗的进展［J］.眼科，2002，11（5）:308-312.

　　［7］Dreyer EB，Zurakowski D，Schumer RA，et al.Elevated glutamate levels in the vitreous body of humans and monkeys with glaucoma［J］.Arch Ophthal-mol，1996，114（3）:299-305.

　　［8］戴毅.青光眼与中枢视觉系统［J］.国外医学眼科学分册，2003，27（4）:209-212. 

　　1.解放军第四七四医院全军眼科中心;

　　2.新疆医科大学解剖教研室，新疆乌鲁木齐830011