C'est la vie de Mabel

Nogo-A在晶狀體損傷促進視神經損傷後再生中的作用的相關研究

視神經再生研究
莫曉芬（復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院）

老鷹具有淩空捕捉小兔的千里眼，金魚的視神經能夠在受損後再生，神奇的造化安排了許多不可思議的自然現象。但作為萬物之靈的人類，反倒視覺脆弱，既無鷹視之銳利，亦無再生之能力。在醫學高度發達的21世紀，心、肝、腎都可以移植的今天，唯獨人眼和人腦是不能夠移植的，究其原因在於人類視神經不能有效再生，因而，當人類罹患青光眼、視神經炎、黃斑變性或外傷等，造成視神經變性，引起視力的不可逆性繼續損害，直至失明。

維持視覺的生理基礎
視覺是人體感知外界刺激最重要的功能之一，視覺障礙直接影響到人類的生存質量，而維持良好的視覺有賴於正常眼球的光路通透和視路靈敏。在現階段，造成視覺障礙的大多數光路系統（角膜-房水-晶狀體-玻璃體）的病變，目前已經有了完善的治療措施。比如，白內障患者可通過為其摘除混濁的晶狀體並植入人工晶體而重見光明，因角膜病致盲患者可望通過角膜移植恢復視力，近視眼可通過戴鏡或鐳射手術矯正視力等，光路系統致盲已成為可防治性盲。相對而言，隨著社會老齡化等問題，凸現的是視路系統疾病難以防治的現狀，視路病變的不可逆性進展成為失明的主要危險。

所謂視路，是指從視網膜及其軸索纖維構成的視神經，以及一路向上傳遞神經衝動直到大腦視覺皮層的整個通路（視網膜-外側膝狀體-視皮層）。其中，對於維持視覺至關重要的，是視網膜神經元的存活和視神經軸索的結構、功能的完整。視網膜內層由感光細胞（視錐及視杆）、雙極細胞和節細胞組成。視錐接受強光刺激和辨別色覺，視杆則接受弱光刺激。當視細胞層感受光刺激後，將光刺激轉變為神經衝動，傳導到雙極細胞層，再傳到視網膜神經節細胞層，通過神經節細胞的軸突纖維組成的視神經、視交叉、視束、外側膝狀體、視放射，最後傳到大腦枕葉視皮層產生視覺。促進視神經再生以及恢復其與腦神經聯繫，可以為視路疾病提供防治方案，因此具有重要的臨床意義。

影響視神經再生的主要因素

主要問題及對未來的展望
雖然上述提到了許多種促進視神經的方法，但並沒有一種能夠取得明顯的效果，而且大多數實驗都只是動物實驗，在人體的效果如何還有待進一步驗證。在可操作性方面，上述很多方法操作複雜，如外周神經移植、神經營養因數的應用等，很難大規模應用。臨床使用之前，許多方法的安全性、毒副反應也是要考慮的問題，如幹細胞的應用、基因的調控等。即使能夠成功使軸突再生，再生的軸突如何與腦組織形成聯繫、恢復視神經功能甚至恢復視力等都是必須要解決的問題。同時，上述問題也正是今後視神經再生研究和發展的方向，在真正實現人類視神經再生上我們還有很長的路要走。

所謂視神經再生是指存活的視網膜神經節細胞（RGC）生長出新的軸突到中樞神經系統的特定靶位置並恢復正常功能，它包含四層含義：神經保護、軸突延長、與靶組織再聯繫、功能恢復。目前，研究仍處在如何保護視神經和促進軸突延長上，而影響視神經再生因素主要包括以下三個方面。

1.再生抑制因素 視神經屬於中樞神經，損傷後許多因素構成了抑制軸突延長的微環境，包括髓鞘相關抑制分子、神經膠質細胞形成的疤痕組織、神經營養因數的運輸被阻斷或減少等。其中，髓鞘相關抑制分子是一類軸突生長抑制因數，主要有Nogo、髓鞘相關糖蛋白(MAG)和少突膠質細胞髓磷脂糖蛋白(OMGP）。

中樞神經系統膠質細胞主要為星形膠質細胞和少突膠質細胞，視神經損傷後，星形膠質細胞進行有絲分裂，分泌纖維蛋白，形成緻密膠質瘢痕來包裹損傷區，這種膠質瘢痕使再生軸突不易通過，也被認為是造成視神經再生失敗的重要因素。同時，星形膠質細胞和少突膠質細胞還會產生一些神經生長抑制因數阻礙軸突延長。視神經損傷後由於軸漿運輸被阻斷，造成神經營養因數的減少，也阻礙了其再生。

2.再生促進因素 視神經損傷後，也會產生一些促進軸突再生的因素，包括巨噬細胞、小膠質細胞的啟動、神經營養因數的釋放等。小膠質細胞被認為可通過清除髓鞘碎解物而改善抑制軸突再生環境。實驗發現，大鼠晶狀體損傷可明顯促進視神經軸突再生，其機制與啟動的巨噬細胞有關。同時，啟動的巨噬細胞、Muller細胞、神經膠質細胞也會分泌許多神經營養因數，如神經生長因數（NGF）、腦源性神經營養因數（BDNF）、睫狀神經營養因數（CNTF）、胰島素樣生長因數（IGF）等，促進視神經的再生。
3.視網膜神經節細胞再生潛能 視神經損傷後難以再生，很大程度上與節細胞自身的再生能力降低有關。在魚等低等動物以及哺乳動物的胚胎期和新生期，視神經均可再生，而隨著哺乳動物的發育成熟，RGC自身的再生能力逐漸丟失，視神經變得不可再生。交叉共培養實驗表明，胚胎期大鼠視網膜可伸展軸突到達胚胎期和成年的腦組織，而成年大鼠的視網膜與胚胎期和成年的腦組織均不能延長軸突。一些特定基因如Bcl-2等隨著大鼠發育成熟而高表達或低表達，造成了RGC自身生長能力的降低。
促進視神經再生的主要方法
近幾年，圍繞上述三大影響視神經再生的因素，展開了許多相關方面的研究，其中許多研究取得了不錯的效果或者給予人們新的認識，為今後的研究和治療提供了方向。
1.神經營養因數的使用 視神經受損後，多種細胞可以產生神經營養因數，這些營養因數能明顯提高節細胞存活率，但大多不具有促進軸突再生的能力。CNTF在多個實驗中被證實能明顯地促進軸突再生，新近也發現促紅細胞生成素和粒細胞集落刺激因數也能有效促進再生。雖然單個營養因數的使用不能有效促進視神經再生，但多種因數的聯合應用卻被證明具有較好效果，將成纖維細胞生長因數、神經營養因數3和腦源性生長因數聯合使用，就比單獨使用神經營養因數3效果顯著，能產生明顯的促再生作用，各種因數之間的不同作用機制有一定的互補性，使其表現出協同作用，而不僅僅是效果相加。
2.神經膠質細胞的應用 包括星形膠質細胞、少突膠質細胞、小膠質細胞等，膠質細胞在神經系統中發揮著支持、營養、保護、清除、轉運等重要作用。在視神經再生方面，參與病理過程的主要有星形膠質細胞和少突膠質細胞，如同雙刃劍，對視神經再生既有促進作用又有抑制作用，如何最大程度發揮其促進作用減少對再生的抑制已成為促再生研究的一個新熱點。
3.幹細胞的應用 在細胞替代方面，研究較多有胚胎幹細胞、骨髓間充質幹細胞、神經幹細胞和神經祖細胞、嗅鞘細胞、誘導多能幹細胞以及來源於眼球的幹細胞和祖細胞，後者是目前較為成功的幹細胞類型，可以在發育的不同階段被分離出來，分化為節細胞特性的細胞，其中視網膜幹細胞和祖細胞，可以從離體的胚胎期或新生期視網膜中分離，也可以從成人的睫狀邊緣區獲得。在成人視網膜中還鑒定出了一個Muller細胞亞群，也具有幹細胞特性是通過成纖維細胞重編程而獲得，具有多種分化潛能，避免了幹細胞應用的倫理問題。
4.調節細胞內信號通路 無論是周圍環境對視神經再生的抑制還是各種因數對再生的促進，都是通過細胞內的信號通路傳導而發揮作用的，而且RGCs自身的再生能力也與胞內信號通路有密切的聯繫。近年來的研究涉及mTOR通路、ROCK通路、調控KLF家族成員的表達、cAMP的作用等。因此，通過調節胞內信號通路，直接給予再生刺激，成為研究視神經再生的一個方向。
5.去除再生抑制因素 改善不利於軸突生長的微環境，去除抑制視神經再生的因素是最早的研究方向，近年來人們利用免疫學原理，通過抗體、疫苗等方法中和髓鞘相關抑制分子，尤其是OMPG、MAG、Nogo三種蛋白，去除其對軸突再生的抑制作用；還有研究證明，使用EGFR抑制劑能明顯促進視神經再生。
6.電刺激的應用 神經元的電生理活動本身對神經元就具有刺激和保護作用，之前在高眼壓、視網膜缺血、視神經損傷等模型中證明了電刺激能有效減少RGC的凋亡，對視神經具有保護作用。