糖皮质激素受体在眼科的研究进展

【 中图分类号】 R 7 7   【 文献标识码 】 A

【 文章 编号 】 1 0 0 3 — 5 1 4 1 ( 2 0 0 5 ) 0 5 — 0 4 6 7 — 0 3

【 关键 词】 糖皮质激素 受体 ； 眼科 ； 白内障； 青光眼【 摘要 】 糖 皮质 激素 在 临床 广泛 用 于治疗慢性 炎 症性 疾病和 自身免疫性 疾病， 它对靶细胞的作 用是通过 细胞浆 内的糖皮质激 素受体介 导的。人 眼是糖 皮质激 素重要 的靶 组织 ， 全身或局 部长期使 用糖 皮质 激素会 出现 眼部的 并发 症 ， 如 白内障和青光眼等。本文 对糖皮质 激素 受体 的 生物 学特征 及其在眼科 的研 究进展 作一综述。

糖皮质激素作 为抗 炎药物 和 免疫 抑制 剂在 临床广 泛应用 ， 如哮喘 、 风湿性关节炎 、 炎性肠 病、 过敏 、 器官 移植 术后等 。它常常是这些疾病最有效 的治疗方 法 ， 但使 用受到 全身副作用的限制。糖皮 质激 素是通 过靶 细胞 内的糖皮质 激 素受体( g l u m o ~i e o i d   r e c e p t o r ， G R ) 介导而发挥生物学效应。人眼是糖皮质激 素重要的靶器官 ， 全身或局 部长期用 药会 出现眼部 的并发症 ， 如 白内障和青光 眼等 ， 但发病机制至今 尚不清楚 。

l   G R 概 述

G R是一种 分子量 为 9 4   k D的细胞 内蛋 白质 ， 属 细胞 核激素受体超家族成员 ， 广泛存在于人和 哺乳动物 的各种 有核细胞 中。G R介 导的信号传递对机体 的生长发育 、 细胞分 化、物质代谢和免疫平衡等具有广泛 的调节作用 。

G R有 2 种异 构体 ： G R - a 含 7 7 7 个 氨基 酸 ， G R - 1 3 含 7 4 2个 氨基 酸 ， 两者 的区别在碳末端 。G R - a 有 3 个 主要 的功 能性结构域 ： 配体结合域 ， 位于蛋 白的碳 末端部 分 ； D N A结合 域 ，位 于中央 ； 氨基末端 域 ， 参 与基 因的转 录及 与其他 转 录 因子结合 。G R - a 能与配体结 合而 发挥生 物学 活性 ， G R - 1 3 不能 与配体结合 ， 它通 过与 G R - a 结 合成 二聚体 而明显抑 制糖皮 质激素的功能[1]。

存在 于 胞浆 的 G R均 与 2 分 子热 休 克蛋 白( h e a t   s h o c kp r o t e i n   9 0 ， H S P 9 0 ) 结合成无 活性 的形 式 ， 当糖皮质 激素进 入胞浆与 G R结 合 ， H s P g 0与 G R分 离而使 受体 活化 。糖 皮质激素一 G R复合物进入 细胞核 ， 活化的受体 以二 聚体形式 与靶基 因中的激素反应元件 ( g l u c o c o r t i c o i d   r e s p o n s e   d e m e n t ， G R E )结合 ， 发挥其转 录调节 作用 。核 因子一 p 2 3 ( n e u d e a r   f a c t o r - d 3 ，N F - d 3 ) 、 激活蛋 白一 1 ( a c t i v a t o r   p r o t e i n - 1 ，   1 ) 是 皮质激 素受体相关 的前 炎症 转录因子 ， 糖皮质激 素发挥抗 炎作 用的机制之 一就 是通过 它们抑 制多种炎性介质基 因 的表 达 ， 包括细胞因子 、 酶 、 受体 和粘 附分子 等。靶 细胞 对糖皮 质激 素 的敏感性 与细胞内的激 素量 、 G R的数量 和功 能状态 直接 相关 。同时 ， 糖皮 质 激 素是 G R下 降调 节 的重 要 因子 ， 它 能减 少 G Rm R N A转录 ， 缩短 G R蛋 白的半衰期[2]。

2   G R在 眼组织 的表达 及 作用

人眼是糖皮质激素一个重要 的靶组织 ， 人 眼各 种细胞 类型 ， 包 括 角膜 、 晶状体 、 虹膜 、 视 网膜 、 脉 络膜 和巩 膜 均表 达GR[3]，提示糖皮 质激 素在人 眼 的功能 和 自身稳 定 中起重 要作用 。S t o k e s 等[4]通 过原位杂 交和免疫 组织 化学检 测 ， 发现人和 鼠眼睫状体 非色素 上皮 、 小梁 网、 角膜 上 皮和 内皮 以及晶状体上皮细胞均表达 G R ， G R及调节其活性 的酶 主要在小梁 网和 晶状体上 皮高 表达 。J e o n 等[5] 研 究 了糖皮 质激 素对人小梁细胞 生长 和分 化 的影响 ， 发 现小 梁 细胞 系 ( t r a b e c u l a rm e s h w o r k   5 ， T M 5 ) 表 达 G R， 用激 素处 理细胞 5   d ， 细胞 增殖活性增 强 ， 其作 用 是 由 R a s ／ ME K ／ E R K 信 号传 导 途 径介 导的。培养 的人 视 网膜 色 素上 皮 ( r e t i n a l   p i g m e n t   e p i t h e l i u m，R P E ) 细胞也表达 G R ， 糖皮 质激 素具 有 生长 因子样 作用 ， 能够促进 R P E的增殖[6]。P s a r r a 等[7]对 分离 的 Mt i U e r 细胞 、 光感 受器以及完整的蝾螈视网膜进行免 疫荧光标 记 ， 发现两种胞均 有 G R存在 。G R位于 Mt i l l e r 细胞的线粒 体 、 细胞浆 、突起远端的微绒 毛 以及 光感 受器 的突触 末端 。用 鼠进行 实验显示 ， 在视 网膜兴奋时 ， 视网膜 电位 增强 ， 是 由于糖皮质 激素一 G R诱导 了正 常 的 Mt i l l e r 细胞 突起 的连 接[8]。在 完整 的鸡胚视网膜上 ， G R能增强 Mt i l l e r 细胞 的转 录活性 ， 但对 培养的 M  日细胞没有作用， 提示 G R需与其诱导的其他因子共同表达， 才能影响 M  日细胞的功能。人泪腺组织也检测到 G R   m R —N A的表达， 但其蛋 白表达水平及所调 节的功能尚待进一步研究[9]。

3   G R与 眼的胚 胎发 育

在转基 因鼠胚胎发 育晚期 ， 使 G R在 眼睑 和角膜靶 向性的过度表达 ， 导致 眼睑不融合 ， 眼球前 突和眼表暴 露 ， 角膜上皮缺损[10]。在鸡 卵视 网膜 的整个发 育过 程中均有 G R表 达 ，鸡胚 的神 经视 网膜 表达 9 0   k D a 和 9 5   l d 3 a   2 种分子 量大小 的G R ， 9 5   k D a 是 9 0   k D a 受体 的高磷 酸盐形式 。鸡 卵 中受体 的活化 与谷 氨酰胺合 成酶 基因转 录增 加直 接相 关。谷氨 酰胺合成酶是神经胶质分化的标志 ， 在鸡胚 7 ． 5 ～8 ． 0   d 时受糖皮质激素的诱导而表达增强。在鸡 胚 6 ～1 0   d ， 虽然 G R水平没有明显改变 ， 但其视 网膜 中 G R以及谷氨酰 胺合成酶 基 因的转录活性均明显增加 。鸡胚 6   d 时视 网膜 细胞 尚未分 化 ， 9 0k D a 的 G R含量较高 ， 且所有细胞均 表达 G R ； 鸡胚 1 0   d时视网膜细胞 已开始发 生分 化 ， 9 5   k D a 的 G R含 量较 高 ， 但 只在Mm l e r 细胞检测 到 G R 。Mf i l l e r 细 胞 占视 网膜细 胞 的 2 0 ％ ，糖皮质激素只诱导 Mf i l l e r 细胞谷氨 酰胺合成酶基 因的转录 ，提 示 在 视 网膜 发 育 过 程 中， G R 的调 节 作 用 主 要 发 生 在Mf i l l e r 细 胞 [ 1 l ] 。

4   G R与 眼科 疾病

4 ． 1 角膜病 角膜 上皮细 胞 、 基质 成纤 维细胞 和 内皮 细胞均表达 G R ， 可 能在 角膜 伤 口愈合 中起作用 [12]。培养 的人角膜上皮细胞和角膜 细胞均表达 G R   m R N A和 G R蛋 白， 地塞米松不仅 促进 这两种细胞增殖 ， 而且诱导其发生凋亡[1 3 ] 。

4 ． 2 白内障 过敏 、 自身免疫 性疾 病或 器官 移植 术后 的患者长期使用糖皮质激 素容 易发生 晶状体 后囊 下混 浊性 白内障( p o s t e r i o r   s u b c a p s u l a r   c a t a r a c t ， P S C ) ， 其机 理 尚不 清楚 。有关研究主要集 中在 2 个方 面 ： ( 1 ) 激 素 与 晶状 体 的结合 ； ( 2 )激素 使用 后 晶状体 蛋 白的 氧化。D i c k e r s o n 等[14] 报 道 ， 激素能与晶状体蛋 白结合主要由于 G R的活化 。通 过 We s t e r n 杂交和结合实验 ， J o b l i n g 和 A u g u s t e y n _[15] ． 没 能在 牛 晶状 体上皮检测到 G R， 但另外的研究发现在人 、 鼠的晶状体 上皮均存在有功能活性的 G R [ 1 6 ] ， G R对 正常 晶状体 的发育 以及 白 内障的形成可能起重要作 用。J a m e s 等[17] 用 P C R和基 因测序 的方法在人 、 兔 、 牛的晶状体以及培养 的人 、 兔晶状体 上皮细胞均检测到 G R序列 ， 兔 晶状体 上皮 细胞 的 G R   a 序 列有 8 9 ％与人 一致 。We s t e r n 杂交证实人 、 兔 、 牛 的晶状体 以及培养 的人 、 兔晶状 体上皮细胞均有 9 4   k D a 的 G R蛋白。用抗 G R抗体进行免疫组织化学反应发现 G R位于 晶状体上皮细胞核和细胞浆 以及分化早期 的晶状体纤 维细胞 。人 、 兔 晶状体 上皮细胞 的 G R   a 具有转 录活性 ， 激 素降低 了人 晶状 体 上皮细 胞G R   a   m R N A和蛋 白表达水平 。H a m a mi c h i 等 [18] 用激 素处理1 5   d 的鸡胚 ， 1 2   h 后开始发生 晶状体混 浊。他们没能在 晶状体检测到 G R ， 但 肝脏存 在 G R ， 认 为使 用糖 皮质激 素 后 ， G R介导的肝 功能改变 可能参 与了激 素性 白内障的形成 。

4 ． 3 青光眼 糖皮质激素导致眼压升 高的确切 机制仍 不明了 ， 研究表明 ， G R在其形成中可能起 重要作用 。糖皮质 激素对小 梁网有 多种作用 ： 细胞外基质 代谢 ， 细胞膜 ， 细胞骨 架构建及细胞 核的多重 变化 。G R作用 的分 子机制 的一些新 发现为研 究 G R在激素性青 光眼发病 中 的作 用提供 了新 的机 遇 ，如 G R的异构体 ， 激素反应元 件 ， 多 种调节 因子 ， 核转 录因子的直接作 用等。G R存 在于 房水 引流通 道 ， 尤其是 活体 的小梁细胞 以及体外培养的小梁 细胞 ， 糖皮质 激素通过 G R影响房水通道的功能 。国内 中山眼科 中心用 放射 配体 结合 分析法检测了激素性青光 眼患 者和对 照组 外周 血淋 巴细胞 G R ，发现患者的每个淋 巴细胞 G R结合部 位 比对 照组多 ， 靶细胞对激素更敏感 。推测激素的生物学效 应可能 改变 ， 引起小梁细胞和小梁网结构及功能发生改变[19]。赵明等[20]的研究 发现 ： 家兔外周血 白细胞较 高 的 G R水平 可引起 眼组织对糖 皮质激素有较高 的敏 感性 内皮素一 1 ( e n d o t h e l i n - 1 ， E T - 1 ) 由睫状体非色素上皮细胞 分 泌， 通 过调 节房 水的 生成 和排 除 ， 在 青光眼 的动物模 型能够 降低眼压 ； 同时 ， 在青 光 眼患者 及其 动物模型 ， E T - 1 的浓度是增高 的。地 塞米松 使房水 的 E T - 1 增多， 但对其 受体的调 节不成 比例 ， 影 响 了它对 房水 动力学 的调节 作用 ， 可 能是糖 皮 质激 素 导致 眼压 升高 的一 个 新 的机制 [ 2 l] 。人眼小梁细胞青 光 眼基 因 MY ( X ； ( my o c i l i n ) 是继 发性的激素反应 基因[22]， 但介 导这 种继 发反 应的转录因子尚待确定 。人 眼小 梁网新 的青 光眼基 因 G L C 1 A ／ m y o c i l i n 也 是糖皮质激素诱导产生的 ， 但其确切功 能尚不清楚[23] 。原位杂交的方 法检 测到正常 人眼 睫状体 上皮 细胞 表达 1 1 1 3 - 羟类 固醇脱 氢 酶 ( 1 1   b e t a - h y d r o x y s t e r o i d   d e h y d r o g e n a s e   t y p e   1 ， 1 1H S D 1 ) ， 逆转 录 多 聚酶链 反 应 也证 实 睫状 体 上 皮细 胞 表达1 l 1 ] - H S D 1 和 G R ， 1 1  H S D I 能 催 化 可 的松 为 皮 质 醇 ， 促 进G R的活化 。1 I ~ H S D 1 抑制剂能够 降低眼压 ， 为青 光眼患者提供 了一种新的治疗方法[24]。

4 ． 4 葡萄膜 炎  糖 皮质 激 素被 广 泛应 用 于葡 萄 膜炎 的治

疗 ， 但不 同患 者之 间的疗 效 差异 较大 。T a n a k a 等[ 2 5 ] 用荧 光定量 R T - P C R的方法 检测 了 1 3 例葡萄 膜炎患者 虹膜组织 的G R   m R N A ， 发现葡萄膜 炎患者 明显 高于对 照组 ， 提 示 G R的表达水平在一定程度上反 映了组织对激素作用 的敏感性 。

4 ． 5 视网膜疾病 过多的光 照会导致 遗传性 或年龄相 关性视 网膜变性 ， 光 感受器发生凋亡而致 视力丧失 。光诱导 光感受器发生凋 亡过 程中 ， 升高的糖皮质激 素起 了一定 的保 护作用 。B A L B ／ c 鼠 、 缺乏 c — l o s 基 因的 鼠， 通 过 G R介 导 、 抑 制核转录 因子一激活蛋 白一 1 的转 录 ， 抑制 光感 受器 发生 凋亡 ， 保护视网 膜免 受 光损 伤[ 2 6 , 2 7 ] 。S c h 0 n f e l d [28] 圳 发 现 人 R P E细胞核有 G R表达 ， 糖皮质 激素 在 R P E细胞 代谢 、 尤其 是蛋 白合成 中起 重要作用 ， 它促进细胞 的增 殖 ， 释放消 化基底膜 的酶 ，提 示采 取治 疗措 施抑制糖 皮质激素 的信 号传递 过程 ， 能够抑制 R P E细胞的增殖 ， 从 而控 制增生性 玻璃 体视 网膜病变的发生 。

4 ． 6 甲状腺相关眼病 H e u f e l d e r 等[ 2 9 ] 的研究 发现 ， 地塞米松 及其 协同剂以剂量 依赖 方式抑 制 甲状腺 相关 眼病 患者及正常人球后 成纤维细胞表达 7 2   k D a   H S P ， 这种抑制作用是 由G R所 介 导 的 。