Rho/ROCK信号通路参与年龄相关性黄斑变性调控机制的研究现状△

李宝花 郭承伟

年龄相关性黄斑变性(AMD)是西方国家50岁以上人群致盲的主要原因，在我国，60～69岁人群AMD患病率为6.04%～11.19%，随着生活质量的提高，人类寿命延长，人口老龄化加速，AMD的发病率逐年上升[1]。目前，湿性AMD患者的治疗主要针对脉络膜新生血管的处理，而抗血管内皮生长因子(VEGF)药物的进展为湿性AMD患者的治疗带来革命性的改变，但是这仍然不是理想方案。对于干性AMD患者，目前并没有有效的治疗方法，只能用一些支持疗法减缓疾病进展[2]。因此，深入挖掘AMD发病的潜在机制，积极寻找有效的治疗方法成为研究者们不断追寻的目标。AMD是光感受器、视网膜色素上皮、Bruch膜和脉络膜复合改变的结果，这些改变最终导致血-视网膜屏障(BRB)破坏和视网膜神经变性[3-5]。Rho/Rho相关螺旋状蛋白激酶相关激酶(ROCK)通路介导了AMD微血管病变、新生血管发生、内皮细胞迁移、神经轴突再生和炎症反应等病理改变[6-7]。本文对近年来Rho/ROCK信号通路参与AMD的临床研究和实验研究进行综述，以探讨靶向Rho/ROCK治疗AMD的潜力。

1 Rho-GTP酶和Rho激酶

哺乳动物中，Rho-GTP酶主要包括Rho、Rac、Cdc42、TC10、TCL、Chp、RhoG、Rnd、RhoBTB、RhoD、Rif和TTF等[8]，其中Rho家族的原始成员包括RhoA、RhoB和RhoC三种亚型，它们具有不同的细胞功能，RhoA在肌球蛋白收缩性调节中起关键作用，RhoB已被证实可以调节细胞因子运输和细胞增殖，而RhoC可能在细胞运动中发挥重要作用[9]。ROCK简称Rho激酶，是Rho GTP酶的主要下游效应因子之一，是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，属于AGC蛋白激酶家族[10]。

ROCK作为RhoA、RhoB或RhoC的下游效应体，参与细胞运动的许多方面，包括细胞收缩、细胞迁移到神经突触生长[11]。ROCK包括ROCK1和ROCK2两个异构体，它们的结构有高度同源性，但是也各自具有特定分布和作用[12]。ROCK2在中枢神经系统和骨骼肌中高水平表达，是细胞骨架重建、细胞运动和细胞收缩的必要条件；而ROCK1广泛分布在肺脏、肝脏、肾脏和睾丸等非神经组织中，更多集中于核周区域，是应力纤维形成的必要条件[9,13-15]。

2 Rho/ROCK通路

Rho/ROCK通路由三聚体NogoR/p75/Lingo1、信号素-3A、肾上腺素-A或信号素-4D与其受体的结合激活[16-19]。Rho/ROCK通路的激活介导广泛的细胞功能，包括细胞骨架重建、分泌、运动、分化、增殖、存活、收缩、分裂、黏附、凋亡和癌变等[10,20]。Rho/ROCK信号通路的早期研究主要集中于对癌细胞的细胞骨架重建的调控[21]，而最近的研究逐渐证实了Rho在多种年龄相关性疾病中的关键作用，包括糖尿病并发症、高血压并发症和AMD等[22-23]。

3 Rho/ROCK对AMD相关病理组织的调控作用

3.1 视网膜微血管黄斑分为4个区域，包括中央凹无血管区、中央凹区、副中央凹区和中央凹周区，黄斑仅占视网膜表面积的3%，但耗氧量最高，除中央凹无血管区没有血管以外，其他区域均有广泛的毛细血管分布[24]。所以，AMD患者黄斑的损伤会牵涉到微血管。Monickaraj[25]等的结果显示，RhoA和ROCK的共定位主要发生在视网膜微血管。Rho/ROCK通路在糖尿病视网膜病变、高血压动脉硬化、AMD等病理血管的形成过程中起重要作用[26]。研究证明，Rho/ROCK通路参与介导微血管内皮细胞通透性，Rho GTP酶调控各种内皮细胞的细胞骨架动力学、细胞迁移和细胞黏附[27-28]。Adini等[29]的研究显示，RhoB缺失可导致小鼠的视网膜血管发育迟缓，并且RhoB修饰内皮细胞中的Akt，而Akt可作为VEGF受体信号转导的关键介质，支持内皮细胞中多种VEGF受体(VEGFR1、VEGFR2和NRP1)的表达。Anwar等[30]证明RhoA/ROCK通路的激活可以调控凝血酶诱导的视网膜内皮细胞内细胞间黏附分子-1(ICAM-1)的表达和功能，从而参与内皮细胞的信号转导与活化、免疫应答、炎症反应和血管生成等病理生理过程。

3.2 视网膜色素上皮视网膜色素上皮(RPE)细胞是视网膜的最外层，RPE功能障碍是老年性黄斑变性发生的关键因素。目前玻璃体内注射抗VEGF并不能完全恢复视网膜功能，针对RPE的功能障碍，已经开始利用人类胚胎干细胞来源的RPE细胞治疗AMD[31]。研究证明，抑制ROCK信号通路可降低RPE细胞黏附程度，并且促进RPE细胞在创面愈合过程中的运动[32]。Narimatsu等[33]利用光照诱导Rho/ROCK通路激活，导致RPE细胞-细胞连接(紧密连接和黏附连接)、肌动蛋白骨架和屏障结构的破坏，并诱导RPE脉络膜发生AMD相关病理改变。Rho/ROCK信号转导的激活还可能在RPE中调节上皮-间质转化，增加玻璃体切割术术后继发增生性玻璃体视网膜病变的可能性[34]。而特异性靶向Rho/ROCK信号通路的抑制可促进AMD患者的视网膜RPE细胞存活和细胞增殖[35]。

3.3 脉络膜新生血管从脉络膜循环到视网膜下色素上皮和视网膜下间隙的病理性脉络膜新生血管(CNV)是晚期湿性AMD的重要特征，可导致老年患者严重的视力损害[36]。CNV的形成是一个复杂的病理过程，主要是由于VEGF对未成熟血管的驱动。尽管玻璃体内注射抗VEGF药物治疗对控制异常血管形成有效，但仍然存在许多问题。因此，迫切需要进一步研究CNV的发病机制，寻找更有效的治疗方案。研究发现，激光诱导的小鼠CNV模型中，RhoA/ROCK信号通路在小胶质细胞中被激活，增加了血管渗漏和血管增殖风险[37]。Zandi等[38]的研究发现，在湿性AMD患者的CNV中可检测到ROCK-MLC、MYPT1、IκB-α和NF-κ b p65等下游介质的磷酸化水平升高，而抑制ROCK1/2或ROCK2会降低其表达水平，这表明RhoA/ROCK信号通路在CNV中发挥关键作用。激光诱导的新生血管性AMD小鼠模型中，新型ROCK抑制剂(AMA0428)会降低视网膜炎症反应，阻止异常血管生成，降低CNV的面积和渗漏[39]。

3.4 早期视网膜神经退行性病变由于视网膜神经退行性病变是AMD的早期病理损伤，Rho/ROCK通路与视网膜神经相关疾病的发病机制密切相关，涉及神经突触的生长和收缩[40]。研究证明，RhoA的特异性敲除显著增加了视神经轴切断术术后的神经存活，并增加了体外神经突生长和视神经挤压后的轴突再生[41]。Sagawa等[42]研究了一种新的ROCK抑制剂(Y-39983)，将其注射入猫的玻璃体和损伤的视神经部位7 d后，可以诱导视神经轴突修复。

位于脉络膜毛细血管和视网膜神经层之间的RPE在人类视网膜的稳态中发挥重要作用，而AMD患者的RPE会撕裂和脱离，形成RPE缺损区域，并且会导致光感受器细胞凋亡[43]。在晚期干性AMD大鼠视网膜中，发现了广泛视锥细胞和视杆细胞的丧失，并且检测到Rho蛋白在视杆细胞中特异性表达，在光信号向神经冲动转化过程中发挥重要作用，该蛋白一旦被光子激活，就会在视觉信号转导过程中产生级联反应[44]。关于RPE细胞脱离的研究显示，脱离后光感受器中活性RhoA短暂增加，脱离 24 h 后出现轴突的回缩，并且Rho激酶抑制剂在视网膜脱离6 h后使用可显著阻止轴突的回缩[45]。干性AMD患者视力丧失的主要机制就是光感受器凋亡、RPE萎缩和脉络膜毛细血管萎缩[31]，因此，Rho/ROCK通路可能是干性AMD病理机制的重要靶点。

3.5 视网膜炎症反应AMD已被证实是一种炎症相关性眼病，大量实验表明，巨噬细胞是主要的炎症细胞，巨噬细胞极化产生的VEGF和促炎症分子可以加速AMD进展[46-47]。胶质细胞是视网膜的常驻巨噬细胞，AMD患者视网膜胶质细胞的慢性激活伴随着促炎症因子的释放增加[4]。RhoA/ROCK信号通路在AMD新生血管中调节巨噬细胞/小胶质细胞极化，ROCK抑制剂在实验性视网膜病变和角膜损伤模型中显示出了抗炎作用，表明Rho/ROCK信号通路可能介导了眼部的炎症反应[48]。研究证明，Rho/ROCK信号通路是小胶质细胞活性的主要调节器，小胶质细胞中的ROCK途径调节视网膜几种炎症细胞因子的释放，包括肿瘤坏死因子α、肿瘤坏死因子β、白介素(IL)-6、IL-8等，最终引发视网膜组织的炎症反应[34,49]。Narimatsu等[33]研究发现，ROCK在光诱导下的AMD小鼠模型RPE中被激活，并且诱导IL-6水平显著升高，激发视网膜的炎症反应。

3.6 BRBBRB是视网膜内环境稳定的最重要组成部分，对分子在血液与视网膜之间的流动具有选择作用，只有BRB结构和功能保持完整时，BRB才能维持视网膜微环境的稳态[50]。AMD是发生在光感受器、RPE、脉络膜和Bruch膜的复合病变，最终导致BRB分解和变性[51]。Wang等[52]利用枸杞多糖通过靶向Rho/ROCK1信号通路治疗糖尿病视网膜病变大鼠，结果发现，Rho/ROCK1对BRB具有保护作用。目前关于Rho/ROCK调控AMD患者BRB修复的研究较少，期待更多的研究去充实Rho/ROCK对BRB的治疗潜力。

4 小结

综上所述，RhoA/ROCK广泛调节着细胞的收缩、黏附、迁移和吞噬等功能，RhoA/ROCK的过表达诱导了AMD患者视网膜RPE异常增殖和活化、新生血管、神经退行性病变、BRB和炎症状态等。目前，Rho/ROCK在治疗AMD中显示出良好的疗效，但仍然处于探索阶段。因此，充分了解RhoA/ROCK信号转导的生物学特性，制定RhoA/ROCK靶向治疗AMD的策略，将会为AMD的治疗带来积极的进展。