细胞凋亡在干眼症发病中的作用及相关机制的研究进展

李娟 金龙山 沈贞女 李英俊

摘要干眼症是由多种因素相互作用所致的一种泪液和眼表疾病，发病率较高，发病原因有多种，而细胞凋亡在干眼症的发病机制中占有非常重要的地位。细胞凋亡是由多蛋白严格控制的主动过程，涉及一系列相关蛋白的激活、表达及蛋白调控等，文章将对细胞凋亡的机制及其在干眼症发病中的作用进行综述。

关键词干眼症；细胞凋亡；凋亡蛋白

干眼症是由多种因素引起的泪液和眼表疾病，包括视力下降、泪膜不稳定和潜在的眼表损伤等眼部症状，并伴随着渗透压改变和眼表炎性反应的增加。故干眼症患者常由于泪液反射的刺激而导致泪液的分泌量增加，严重者甚至出现角膜水肿、角膜上皮剥脱等角膜的损伤。近年来，由于社会环境的变化及用眼习惯的错误，从而使干眼症的发病率呈现逐渐升高的趋势。同时，细胞凋亡在干眼症发病机制中的作用也逐年被发现。本文主要通过研究细胞凋亡机制对于干眼症发病的影响进行相关的概述。

干眼症的发病机制

最近的研究表明，干眼症的发生发展与炎症、细胞凋亡、性激素水平等因素密切相关。干眼症的发病过程具有多样性，在不同类型、不同个体的发病机制和发病过程是不相同的。

干眼症是一种非感染性的免疫相关疾病。干眼症患者的眼睛可能是由于炎性因子的刺激，一些T淋巴细胞在眼内增加，眼内组织同时又进一步表达了炎性因子和细胞黏附分子，进而使炎性细胞增多，患者局部炎性反应放大。

对于缺乏维生素A的兔眼模型中发现，角膜组织上皮细胞的Fas、FasL及Bax表达增加可以导致凋亡率明显较正常眼增高，Bcl-2表达减少也可以同样导致细胞凋亡率提高。在以兔作为研究对象的干眼症模型中，相对于正常眼来说，结膜上皮细胞中的Fas、Fast的表达明显增强，同时，泪腺上皮细胞中的Fas、Fast的表达也明显增强，二者相互促进，相互影响。另有相关研究证实，干眼症患者结膜组织上皮细胞的TGF-β表达增高可以导致细胞凋亡指数同时上升，且促凋亡因子与致炎因子表达的增加则可激活凋亡通路，干眼症患者眼球表面的改变是二者共同作用的结果。相关文献表明，泪腺细胞凋亡以及眼表上皮细胞的凋亡增加均可以导致眼部相关组织的损伤以及破坏，同时，淋巴细胞的凋亡抑制则造成了眼部相关组织存活时间的延长及炎症的持续激活状态，两种作用相互影响，从而使干眼症患者更容易产生眼干、眼涩等不适症状。

正常的眼球表面存在着极其丰富的神经组织，泪腺组织也存在着能够进行支配功能的相關神经，同时眼球的泪液分泌功能则需要这些神经反射环路保存完整，以保证相关眼部功能的完成，任意反馈回路的异常均可以阻碍泪液的分泌。一些研究表明，干眼症患者的角膜知觉能力有所减退，并可以导致泪腺对眼球表面刺激的反应能力有所下降，从而引起反射性的泪液减少，并进一步加重眼球表面损害，使干眼症的泪液分泌过程陷入恶性循环。

目前研究发现，单纯的雄激素缺乏可能并不引起干眼症，但是干眼症的起始因素之一很可能是由于雄激素水平的降低，甚至雄激素的缺乏导致干眼症患者眼部病情进一步的恶化。遗传和环境对于干眼症的发病也具有一定的影响。水通道蛋白AQPS是SS发病机制研究的另一进展。

虽然干眼病的发病机制很多，但越来越多的研究表明，细胞凋亡在干眼病的发病中占有重要作用，所以细胞凋亡的进一步研究具有重大的临床意义。

细胞凋亡的相关概述

细胞凋亡，也称程序性细胞死亡，是指生理或病理条件下，细胞通过一系列主动相关的程序，结束自己生命的死亡。相关研究人员发现，在干眼症的发病过程中，细胞凋亡起着关键性的作用。眼表干眼症可以导致眼角膜中心细胞及周边上皮细胞普遍性凋亡，与此同时，大量凋亡过程也存在于眼球的结膜上皮细胞，结膜基质也存在这些凋亡细胞的相关改变。总体而言，细胞凋亡是维持机体组织正常生理的一种有益机制。但是，在干眼症的致病原因中，眼表细胞的凋亡失衡却占有不可忽视的地位。在细胞凋亡的信号转导过程中，其中，caspase家族蛋白，p53蛋白和Bcl-2家族蛋白等均占有着重要的角色。

caspase蛋白酶：在哺乳动物细胞中，存在着某些含有半胱氨酸一门冬氨酸，同时在凋亡相关过程有着关键作用的特异性蛋白酶，被统称为caspase蛋白酶。无活性的easpase蛋白酶原，经过活化后可以发挥其作用。caspase蛋白酶可以多种形式被激活，并逐步蛋白水解和促进细胞凋亡。在机体凋亡过程中，至少存在着3种与caspase蛋白酶密切相关的凋亡通路，即线粒体/cyt c通路、内质网通路和死亡受体通路。

当存在高浓度easpase-8的时候，Apaf-1及caspase-9可以与线粒体释放的细胞色素c形成一个复合体。当dATP、ATP存在的情况下，该复合体可以活化caspase-3、caspase-6、caspase-7等下游的蛋白酶原。当线粒体存在的情况下，依赖细胞色素c的easpase蛋白酶可以将caspase-8的作用进一步放大，并促进凋亡过程的加速进行；在无线粒体提取物的体外实验中，一些依赖细胞色素c的caspase蛋白酶原能被caspase-8活化并放大，从而促进相关DNA的降解过程以及凋亡过程的加速进行，但细胞核膜仍然可以保持完整性。在机体组织内可能存在一个easpase蛋白酶和线粒体自身反馈的环，当存在凋亡的相关过程刺激时，便可释放线粒体细胞色素c、caspase蛋白酶、AIF等。这一释放过程又可以通过caspase蛋白酶的活化来促进诱发，这种相互作用对于线粒体间的传递和凋亡信号的加速是具有意义的。

Bcl-2家族蛋白：Bcl-2家族蛋白是新的癌基因，也是抑制细胞凋亡过程中相当重要的基因，被认为是细胞调控家族中最重要的凋亡调控蛋白，Bcl-2对凋亡的影响最重要的特征是细胞凋亡。Bcl-2家族蛋白对凋亡细胞的线粒体进行多方面的调控，它能够对完整的细胞和无核的细胞发挥作用。凋亡蛋白通道之间相互存在着不同的内在特点，对细胞色素c释放的调控作用相反，抗凋亡蛋白形成的是阳离子选择性通道，而促凋亡蛋白形成的通道是阴离子选择性。随着人们对Bcl-2蛋白研究的不断深入，在线粒体外膜、核膜和内质网膜上均可见到其相关蛋白的分布，线粒体上Bcl-2蛋白成片分布于线粒体内外膜接触处，其家族成员蛋白亦逐渐被发现，其中包括抑凋亡蛋白Al、Bcl-2、Bcl-xL、Bfel、Mcl-1等和促凋亡蛋白Bad、Bak、Bax、Bcl-xS、Bik等。

正常泪腺组织和结膜上皮细胞很少发生细胞凋亡，但狗的干眼模型中发现凋亡相关标志物p53、Fas和FasL表达能力增强，Bcl-2蛋白的表达下降，淋巴细胞的凋亡率却显著下降（与正常狗相比）。凋亡抑制因子Bcl-2蛋白和凋亡诱导因子Bax蛋白之间的平衡调节对凋亡率存在着一定影响，诱导因子Fas和FasL的相互作用也对细胞的凋亡率存在着一定的影响。删。虽然诱导因子Fas可以通过浸润淋巴细胞进行表达，但其凋亡率仍然在下降，这可能与Bcl-2蛋白的作用时间延长，从而导致淋巴细胞持续释放致炎因子和自身抗体，进一步抑制凋亡率有关。

p53肿瘤抑制蛋白：p53基因能促进细胞凋亡，抑制肿瘤细胞并维持蛋白质的完整性。Pokroy等人发现p53肿瘤抑制蛋白在C57BL/6小鼠全眼组织均有一定程度的表达，提示p53可能参与了眼表细胞的凋亡，其中在角膜、结膜及晶状体中p53肿瘤抑制蛋白表达率相对较高。p53蛋白在细胞凋亡的介导机制上可能存在以下几点：抗凋亡蛋白Bcl-2可调节细胞色素c的释放，促凋亡蛋白Bax也可以对细胞色素c的释放进行调节，二者相互作用；某些p53肿瘤抑制蛋白结合位点存在于促凋亡蛋白Bax的促进因子内，可以对DNA损伤的上调反应进行调节。在凋亡过程中，线粒体膜失去完整性，细胞色素释放入胞浆，引起caspase蛋白断裂而被激活。

总结与展望

随着人们生活环境的改善和生活方式的改变，干眼症的发病率越来越高，干眼症治疗不当或延迟治疗可以改变患者的角膜和结膜上皮细胞结构，造成严重后果。细胞凋亡是干眼症的一个极其重要的原因，眼表各类细胞凋亡失去平衡是其中的关键因素。所以在治疗过程中抑制或减少细胞凋亡，控制细胞凋亡的失衡是重要的措施之一。同时，在针对干眼症发生发展的细胞凋亡机制研究之外，我们应该注意多因素综合评估干眼症的发病机制，为临床治疗提供理论依据。