作者：武劲圆 作者单位：山西医科大学第二医院，山西 太原 030001
【关键词】 青光眼
青光眼是由于眼压升高而引起视神经损害及视野缺损的一类眼病，目前是全世界第二位致盲性眼病。青光眼的发病机制还不十分明确，除了高眼压外还有很多因素，包括缺血、兴奋性毒素、神经营养因子缺乏、过氧化物酶损伤及其他尚未定的因素。这些不同的有害因素，可能通过共同的最后途径，导致视网膜神经节细胞(RGC)及其轴突的损害。青光眼的治疗主要通过手术联合药物控制眼压，但并不是所有的患者对降眼压均有反应，或者有些患者不能得到有效的眼压控制［1］。因此更多的研究已经聚焦在神经保护方面，把它作为青光眼视神经病变治疗策略，以最终保护RGC及其轴突。
最近研究表明，在多种生长因子中，仅睫状神经营养因子(CNTF)及相关的细胞因子，白血病抑制因子(LIF)，有显著的神经因子活性［2］。玻璃体内植入一段周围神经(如坐骨神经)能显著增加RGC的再生，而Cui等［2］认为玻璃体内植入周围神经对视神经再生的促进作用实际上可能是CNTF或CNTF与其他因子的复合作用。CNTF最初由Helfand等在1976年发现，1984年Barbin等［3］从鸡睫状神经元提取获得，因可维持鸡副交感神经节的存活而得名。CNTF能促使多种神经细胞的存活，是第一个被发现的能维持在体和离体脊髓运动神经元的存活及突起生长的神经营养因子［4］，因而越来越受到重视。本文综合近几年文献，对CNTF在青光眼保护作用方面的研究进展作一综述。
1 CNTF及其基因结构
1.1 CNTF的结构 人类CNTF(hCNTF)是一个由200个氨基酸残基组成的酸性蛋白质，分子量为20 kD～24 kD，它和造血细胞因子如白细胞介素6(IL6)、LIF等有相似的螺旋框架结构，故被认为是造血因子超家族的成员之一，即均由A、B、C、D 4个α螺旋束组成分子的骨架结构，称为神经节细胞因子。D螺旋中部D2区和AB螺旋连接区可能构成受体结合位点，D1区则形成相对保守的构象。通过片段插入和缺失法，改造hCNTF编码基因，在大肠杆菌中表达并纯化了一系列hCNTF的突变体，观察结构改变对hCNTF神经营养活性的影响，结果表明，hCNTF分子中α螺旋结构的存在对其生物活性十分重要，C端松散结构对CNTF的生物活性影响不大，D螺旋中后段可能与生物活性有密切关系［5］。
1.2 CNTF基因 hCNTF基因位于第11号染色体长臂近端，属单拷贝基因。编码区长600 bp，两个外显子之间有一个1 kb左右的内含子，内含子介于第38位～第39位氨基酸残基对应的密码子之间，转录起始位点(tsp)位于起始密码子上游5 bp，在tsp上游45 bp存在可与转录因子ⅡD结合的TATA序列，该序列上游91 bp存在Jun和Fos家族二聚体结合位点5′TGAHTCA3′，终止子后650 bp处有两个聚腺苷酸AATAAT序列，这两个AATAAT序列与保守的AATAAT序列不完全相同，产生编码400核苷酸的3′翻译区。人、兔、大鼠CNTF同源性达84％左右，而与神经生长因子(NGF)的同源性却很低［6］。
2 CNTF受体及其基因结构
2.1 CNTF受体(CNTFR)结构 CNTFR分子量52 kD，是由CNTFRα、糖蛋白(gp130)、LIFRβ三种成分构成的复合体。其中CNTFRα是CNTF特异性结合部位，决定哪些细胞对CNTF有反应；它不是跨膜蛋白，而是通过糖基磷脂酰肌醇(GPI)键锚在细胞膜上，与天然杀伤细胞刺激因子的大亚基有很高的同源性；gp130是一个分子量为130的糖蛋白，在IL6家族中作为信号传递体；LIFRβ分子量为190，是LIF的结合蛋白，LIFRβ的胞浆部分没有蛋白激酶活性和GTP结合位点，但并行排列的信号传递体gp130和LIFRβ与JakTyk激活有关，故gp130、LIFRβ与信号传导有关［5］。
2.2 CNTFR基因 由于CNTFR的α亚单位是CNTF特异性结合蛋白，hCNTFα基因由10个外显子和9个内含子组成，长度至少35 bp，位于染色体的9p13位置，第一、二个外显子和第十个外显子含5′、3′非翻译区，第三个外显子编码信号肽序列，第四个外显子编码免疫球蛋白样结构域，第五至第八个外显子编码细胞因子样(CRL)结构域，第九个外显子I编码疏水的GPI识别序列［5］。
3 CNTF及其受体的组织分布
3.1 CNTF的分布 很多实验表明［7］，CNTF可由I型星形胶质细胞、神经膜细胞、成纤维细胞和骨骼肌细胞合成，因而其广泛存在于中枢和外周神经系统。在中枢神经系统，CNTF主要分布在大脑皮质、嗅球、小脑皮质下区和脊髓白质，但其浓度低于周围神经系统，在视神经和嗅神经中CNTFmRNA的表达水平较高［5］。在周围神经系统，CNTF主要分布在髓鞘、雪旺细胞、睫状神经节。雪旺细胞中CNTF呈高水平表达，主要分布于胞体和突起。在周围神经系统中CNTF的浓度大约是5 nmol/kg，是神经生长因子(NGF)的100倍，其合成直接或间接接受来自轴突的信号调控。
3.2 CNTFR的分布 CNTFR在神经系统和骨骼肌中广泛存在。在中枢神经系统以小脑CNTFRαmRNA水平最高，其他依次为后脑、中脑、丘脑、下丘脑、纹状体、海马、皮质和嗅球，且脑脊液中也存在可溶性CNTFRα。在周围神经系统的交感神经节、副交感神经节也存在CNTFR。在外周组织中以骨骼肌的CNTFRαmRNA水平最高，其次为皮肤、肺、肠、肾、肝、脾和胸腺［5］。Kirsch等［8］报道，CNTFRαmRNA在发育期视网膜上高水平表达，表明其在视觉系统发育期间起重要作用。这个现象提示CNTF可能在视觉系统创伤修复方面发挥重要作用。
4 CNTF对青光眼的保护作用
4.1 青光眼的发病机制 青光眼导致视功能损害的病理基础是视网膜神经节细胞(RGC)进行性死亡和视神经纤维丢失。临床大量事实证明眼压是视神经损伤的一个重要因素。眼压升高使视神经细胞轴浆流阻止于筛板区，线粒体产生的ATP不能被轴突膜利用，而导致细胞正常代谢受损而死亡［9］。眼压升高或视神经乳头局部灌注减少可引起视网膜缺血，使细胞内ATP活性下降导致Na＋K＋ATP酶失活，使Ca2＋ATP酶失活，Na＋Ca2＋交换下降，同时电压门控的Ca2＋离子通道开放，细胞内Ca2＋离子浓度升高，反应氧大量产生，诱发凋亡的发生。视网膜兴奋性毒素主要是谷氨酸和天冬氨酸，目前研究较多的是谷氨酸。病理情况下，细胞外间质中谷氨酸浓度升高时，过度刺激其受体对神经细胞具有明显的毒性作用［10］。Neufeld［11］认为，高眼压导致轴浆流运输障碍位于筛板处，剥夺了RGC的神经营养因子。NO在脑内是一种非传统的神经传导介质，并有血管舒张作用。过量的NO有潜在的神经毒性作用，并且弥散到突出间隙的NO还能刺激谷氨酸盐的释放［12］，对青光眼慢性病变起主要的神经破坏作用，NO的增多促进兴奋性氨基酸的释放，加重RGC的损害。内皮素对青光眼视神经损伤的机制是使局部血管痉挛造成缺血性病变，损伤了血管内皮，使ET1和NO分泌异常，导致视网膜和视乳头自律调节受到损伤，影响视神经血供，导致青光眼的视神经损伤［13］。最近Neufeld等［14］报道，青光眼视神经病变可能与炎症有关，许多学者提示，体内炎症与兴奋性刺激有关。Osborne等［15］提出，线粒体通透性改变过程中，线粒体大管道开放会激发凋亡发生。
4.2 CNTF保护作用及其机制
4.2.1 CNTF对视网膜神经节细胞保护作用 Cho等［16］在研究眶内视神经横断后，植入一段外周神经的实验结果表明，在CNTF治疗的视网膜中，RGC有再生轴突进入外周神经，进入的数量大约是对照组的4倍。在神经移植的视网膜，术后14 d和28 d，CNTF发起了类似轴突生长的过程，并且在术后7 d、14 d、28 d上调了GAP43mRNA的表达水平。然而，CNTF不能阻止移植后的RGC的死亡。提示，用CNTF促使移植后RGC轴突再生的一种可能机制，是通过上调GAP43基因表达，而不是通过增加术后RGC的生存量。
Unoki等［17］使用增加鼠眼内压至21.3 kPa维持90 min的视网膜缺血模型，在缺血前后玻璃体内分别注射CNTF、BDNF、bFGF，发现在缺血前2 d注射以上因子可以短暂地改善视网膜的变性改变。与对照组相比，视网膜内层损伤明显减轻，有更多的神经节细胞存活，但这种保护作用在缺血后14 d不再明显。
Ju等［18］在研究压力诱导缺血后大鼠视网膜Müller细胞CNTF的表达中提出，在正常视网膜，CNTF免疫反应性被局限在RGC层，而在视网膜缺血再灌注后，免疫反应性出现在Mller细胞体和轴突，在损伤后1 d和14 d之间，它的过程和强度增加。进一步通过免疫印迹的定量评价确定，CNTF表达持续增加到缺血损伤后14 d(为对照组的600％)。但在损伤后28 d，又下降到对照组的250％。结果表明，CNTF被Müller细胞提供，对于短暂缺血后损伤的神经有保护功能。另有报道，通过免疫细胞化学方法证实，视网膜特异性Müller胶质细胞有CNTF和CNTFαR表达。局部补充CNTF在各种视网膜细胞类型发展中，包括RGC和中间神经元，扮演一个调整角色。
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