Rho激酶抑制剂在常见眼科疾病治疗中的作用机制研究进展

杨文静，毕宏生，2，3，4，吴秋欣，2，潘雪梅，2

1 山东中医药大学眼科与视光医学院，济南 250014；2 山东中医药大学附属眼科医院眼底病科；3 山东省眼病防治研究院；4 山东省中西医结合眼病防治重点实验室

Rho/Rho 相关卷曲螺旋形成蛋白激酶（ROCK）信号通路在眼组织中分布广泛，其异常活化可影响眼组织的正常生理功能，与眼病的发生发展密切相关［1］。Rho 激酶包括ROCK1 及ROCK2 两种，抑制ROCK活性能够有效治疗临床中多种疾病，如糖尿病肾病、脑血管疾病、心血管疾病、肿瘤、青光眼及其他神经系统疾病等。ROCK 抑制剂在眼科疾病中被广泛研究，尤其在青光眼、角膜功能障碍和糖尿病视网膜病变等领域［2］。近年来，随着对Rho/ROCK通路生物学功能的了解不断加深，新的Rho激酶抑制剂不断被发现。Rho 激酶抑制剂可以分为选择性和非特异性，其中选择性Rho 激酶抑制剂有H-1152 dihydrochloride、GSK429286A、SR-3677、Y-27632 等；非特异性抑制剂有盐酸法舒地尔等。Rho 激酶抑制剂在治疗青光眼临床观察中表现出良好的治疗效果［3］，可能成为治疗眼科慢性疾病的一个有效的选择，同时为视网膜一些棘手的疾病如遗传性眼病视网膜色素变性提供了新的治疗希望。现就Rho激酶抑制剂在常见眼科疾病治疗中的作用机制进行综述，以期为眼部疾病的临床治疗提供新的思路及药物选择。

1 Rho激酶抑制剂在角膜疾病治疗中的作用机制

1.1 抑制角膜新生血管生成 角膜是一个无血管的组织，但是在一些病理条件如缺氧、缺血、化学烧伤、感染、创伤及炎症反应下，可刺激角膜新生血管的生成。角膜新生血管的生成被认为与促血管生成因子及抗血管生成因子平衡破坏有关，其中血管内皮生长因子（VEGF）是较为常见的促血管生成因子，其介导了血管发生的全过程，包括增加血管通透性、降解细胞外基质、促进血管内皮细胞移行及增殖等。BRYAN 等［4］研究表明，Rho/ROCK 通路参与了VEGF 介导的血管发生中的多个过程，而体内试验也表明法舒地尔能有效抑制VEGF 诱导的角膜新生血管生成。

1.2 促进角膜内皮细胞增殖、迁移及黏附 角膜内皮细胞缺失或者功能障碍是导致角膜功能障碍的主要原因。角膜内皮细胞功能障碍常见于Fuchs 角膜内皮营养不良、假晶状体大疱性角膜病变、角膜创伤及各种角膜手术后，由于人类的角膜内皮细胞在体内几乎是不可再生的，因此严重的角膜内皮功能障碍可引起视力的丧失。研究发现，Y-27632 能够促进角膜内皮细胞损伤后的修复过程［5］。有学者将体外培养获得的角膜内皮细胞注入缺失内皮细胞的兔眼前房中，与此同时在治疗组中注入Y-27632，结果发现治疗组中移植的内皮细胞与受体兔的角膜后弹力层紧密黏附，内皮细胞形态及功能正常，角膜恢复透明；而未加入Y-27632 的对照组角膜仍然水肿，并且移植的内皮细胞大多数转化为成纤维细胞［6］。OKUMURA 等［7］在猴的模型重复这一实验也得到了类似的结果。由上可见，Rho 激酶抑制剂有望用于角膜内皮功能障碍的治疗。

由于Rho/ROCK信号通路控制着广泛的细胞反应，推测Rho 激酶抑制剂可能在增加角膜内皮细胞黏附和增殖中发挥作用。Rho 激酶抑制剂有利于增加培养细胞与基质的黏附，同时促进角膜内皮再生和角膜透明度，且能够改善角膜内皮细胞数量和离子泵功能［8］，增加角膜内皮细胞的细胞连接蛋白ZO-1和离子载体Na+/K+-ATPase 表达，但不影响细胞增殖［9］。另有研究发现，Rho激酶抑制剂还能通过减少氧化应激诱导间充质上皮转化（MET），抑制转化生长因子β（TGF-β）表达，从而促进角膜内皮的再生。一项研究发现，Y-27632 对紫外线所致兔角膜内皮细胞的损伤有改善作用，可提高细胞的迁移和黏附，促进兔角膜内皮细胞的增殖［10］。另有研究显示，Y-27632 可促进牛角膜内皮细胞的早期贴壁率及黏附，且对内皮细胞特异性表型无影响。Rho 激酶抑制剂能够通过介导β-catenin 聚集、N-cadherin 及整合素β1表达下降促进猪角膜伤口愈合，提高细胞活力和增殖能力［11］。Rho 激酶抑制剂还可以通过降低线粒体氧化应激水平和增强线粒体功能为增殖提供能量，从而实现角膜内皮细胞的增殖［12］。

此外，局部Rho 激酶抑制剂治疗已在急性手术创伤和其他病因引起的角膜水肿以及内皮疾病的治疗中表现出潜在的作用。利帕舒地尔和奈他舒地尔是两种可用于眼科的Rho 激酶抑制剂，一般有很好的耐受性，局部不良反应轻微且短暂。

2 Rho激酶抑制剂在青光眼治疗中的作用机制

2.1 降低眼压 青光眼是以病理性眼压升高、视神经萎缩和视野缺损为共同特征的眼部疾病。目前，降低眼压的主要机制为抑制房水产生或者增加房水外流［13］。Rho 激酶抑制剂可以通过影响小梁网细胞收缩以及小梁网、Schlemm 管的形态结构促进房水流出，降低眼压［14］。Rho/ROCK 通路的激活可诱导小梁网细胞收缩、肌动/球蛋白组装、细胞黏附和细胞外基质合成，进而减少房水通过小梁网流出［15］；相反，Rho 激酶抑制剂可以通过阻断肌球蛋白轻链（MLC）磷酸化来抑制小梁网细胞的收缩［16］，一方面直接抑制MLC磷酸化，另一方面使MLC磷酸酶去磷酸化间接抑制MLC 磷酸化。通过以上两种途径，最终使小梁细胞松弛、阻力降低，进而增加房水流出量，最终达到降低眼压的目的。经Rho 激酶抑制剂处理的小梁网细胞和Schlemm 管细胞的细胞外基质减少，细胞弹力纤维和局部细胞黏附减少，而Schlemm 管细胞通透性和小梁网与Schlemm 管内壁的距离增加，这些变化会增加房水的流出［17］。目前，小分子Rho激酶抑制剂的眼用溶液盐酸利帕舒地尔水合物已经在日本等亚洲国家获批用于治疗青光眼［18］。

2.2 改善视神经血液供应 青光眼会导致眼部液体循环功能紊乱，房水淤积，眼压升高，长期高眼压会压迫视神经，导致视神经血供不足，造成视神经萎缩和视野缺损。Rho 激酶抑制剂能够扩张局部损伤部位血管，起到保护神经组织的作用，促进局损伤部位血流恢复和轴突生长，进一步促进神经纤维的生长和功能，改善视神经血供［19］。研究发现，法舒地尔可以通过与Rho 激酶ATP 结合部位的竞争性结合，对Rho 激酶产生抑制作用，这种作用可以通过加强MLC 磷酸酶的活性来达到松弛血管平滑肌细胞的效果；且法舒地尔能够通过激活内皮型一氧化氮合成酶提高体内一氧化氮水平，扩张血管，增加长期血液供应，从而改善视网膜和视神经血液供应［20］。

2.3 改善青光眼术后瘢痕形成 青光眼滤过手术后，伤口过度愈合和瘢痕增生常导致眼压升高，因此改善术后瘢痕形成也是青光眼治疗手术后的重要环节。TGF-β诱导纤维细胞收缩并随后转化为肌成纤维细胞，导致成纤维细胞增殖和迁移，在青光眼滤过后伤口愈合中发挥重要作用。IBRAHIM 等［21］研究发现，Rho激酶抑制剂可能通过抑制Tenon囊成纤维细胞向肌纤维细胞的转分化及通过抑制丝裂原活化蛋白激酶途径抑制术后TGF-β信号传导来抑制纤维化。这提示Rho激酶抑制剂可能通过潜在的抗瘢痕作用，改善滤过性手术后的预后。

3 Rho激酶抑制剂在视网膜疾病治疗中的作用机制

3.1 阻断视网膜色素变性 视网膜色素变性是一种遗传性致盲性眼病，导致视力下降的主要原因是光感受器细胞的死亡，且光感受器中的视锥细胞和视杆细胞的凋亡是由不同的致病基因引起的［22］。NI等［23］利用Y27632 作用于人视网膜色素上皮细胞（RPE），从细胞和分子水平探讨ROCK 信号通路在RPE细胞功能障碍中的作用，结果表明，在视网膜变性过程中，特异性Rho 激酶抑制剂可以提高视网膜色素上皮细胞的活力，促进视网膜细胞的存活，减少细胞凋亡，从而达到阻断视网膜色素变性的作用。有研究发现，玻璃体腔内注射Y-27632 可能通过半胱天冬酶依赖通路抑制RCS 大鼠光感受器凋亡，对光感受器变性具有保护作用。因此，玻璃体腔注射Y-27632 是一种潜在的治疗光感受器变性的策略，其中也包括视网膜色素变性。然而，需要进一步研究Y-27632 对光感受器的保护机制，以提高其在临床治疗中的保护效率。

3.2 改善糖尿病视网膜病变及黄斑水肿 糖尿病视网膜病变是一种常见的可致盲的眼部微血管疾病。ROCK 信号通路与糖尿病的发生发展密切相关，近其研究发现，糖尿病视网膜病变的机制可能是激活Müller 细胞的ROCK 通路，从而降低细胞存活率，增加细胞迁移，刺激活性氧生成，增加下游效应分子的表达［24］。ROCK 通路可能参与了缺氧和氧化应激对Müller 细胞的损伤作用。研究发现，Rho 激酶抑制剂能够降低糖尿病视网膜病变引起的视网膜血管内皮细胞损伤，改善视网膜血管病变，同时对黄斑起到保护作用［25］。ARITA 等［26］研究发现，法舒地尔能显著下调糖尿病小鼠视网膜中ICAM-1表达，减少白细胞黏附，对血管内皮细胞产生直接保护作用。Y-27632 和法舒地尔能够降低内皮细胞的炎症反应及凋亡，保护血—视网膜屏障，减少毛细血管渗漏［27］。因此。Rho 激酶抑制剂为早期糖尿病视网膜疾病的治疗提供了新的治疗方法和希望。

3.3 改善视网膜血流 视网膜静脉阻塞是由于多因素导致的血液成分改变或流体动力学异常进而出现视网膜血管阻塞，视力下降，黄斑水肿等不可逆损伤。目前治疗主要通过抗凝溶栓药、激光治疗、中医治疗等［28］。研究发现Rho激酶抑制剂可以舒张视网膜血管，增加视网膜血液供应，改善缺血［29］。另外，玻璃体内注射利帕舒地尔可以增加视网膜的血流速度和血流量，研究中部分使用利帕舒德尔可以显著降低缺血性视网膜疾病小鼠模型的视网膜厚度、新生血管和无灌注区，改善视网膜血流。法舒地尔通过抑制中性粒细胞黏附和减少中性粒细胞诱导的内皮损伤来保护血管内皮［26］。因此，Rho 激酶抑制剂可能是视网膜血管疾病的一种新的治疗策略。

综上所述，Rho/ROCK 信号通路参与了多种眼病的发生发展，相关的Rho 激酶抑制剂在在角膜疾病、青光眼、视网膜疾病等多种眼部疾病的治疗过程中显示出越来越大的潜力，并为治疗眼病提供了更多的选择和帮助。深入探讨Rho 激酶抑制剂及Rho/ROCK 信号通路在眼部疾病发生发展中的作用对治疗眼病有很好的帮助和促进作用，为解决一些棘手的眼科疾患带来了希望。虽然Rho激酶抑制剂在眼科疾病治疗的研究中表现出良好的效果，但其具体的作用机制仍不清楚，有待进一步研究。