角膜新生淋巴管的免疫调节作用及临床意义

角膜新生淋巴管的免疫调节作用及临床意义

近年来，通过对氨基丙烯酸-1（prox-1）、蓬多林和血管内皮细胞生长因子受体（vgfr）-3和淋巴管内皮细胞酪氨酸受体等特定淋巴管细胞形态的研究，以及对膜芽内皮细胞的免疫调节影响，提出了较高的革兰氏内皮细胞。许多科学家正在逐步将新生玻璃i-soli管用作治疗膜移植排斥反应的靶点。1视网膜免疫调节作用机制与其他组织相比,角膜具有对外来移植组织或其他抗原刺激处于相对无免疫反应状态的特性,这种特性被称为角膜的免疫赦免。目前,诸多的证据表明,角膜的免疫赦免是一种极其复杂和动态的免疫调节过程,是生物进化的一种生理性适应,其生理基础主要体现在:(1)角膜无输入淋巴管及输出血管。在角膜移植中,受体角膜无血管和无淋巴管的生理特征为排斥反应提供了一个相对的屏障:一是免疫效应细胞和分子不能通过血管途径进入移植的角膜组织,即阻断了免疫反应的传出弧;二是角膜内的效应细胞不能通过淋巴管途径运送到局部淋巴结,阻止免疫系统对移植抗原的识别,即阻断了免疫反应的传入弧,当受体角膜出现新生血管和淋巴管时,角膜免疫赦免机制被破坏,大大提高移植排斥反应发生率。(2)正常角膜低表达主要组织相容性抗原复合物(majorhistocompabilitycomplex,MHC),角膜内皮细胞甚至抑制MHC-I类分子的表达。因此推测,MHC在眼组织的表达下调可能通过限制T细胞在眼内的活化而降低角膜的免疫原性。(3)角膜上皮和角膜内皮表达免疫调节分子Fas配体(Fasligand,FasL);FasL可以诱导入侵角膜组织的炎症细胞(如中性粒细胞、活化的T细胞和巨噬细胞)发生程序性死亡或凋亡,因此FasL的广泛表达对于维持眼组织的免疫赦免和角膜移植片的存活具有重要意义。(4)前房也是免疫赦免部位,当外源性抗原进入前房后,对全身的免疫反应可产生以下的影响:抑制抗原特异性迟发型超敏反应和补体结合性抗体分泌,但同时其他免疫反应并未改变,如在淋巴结和脾脏内会产生致敏的细胞毒T细胞的前体细胞、在血清内出现非补体结合性抗体。穿透性角膜移植术诱导了针对移植抗原的前房相关性免疫偏离,从而保证角膜移植的成功。因角膜内皮组织构成了前房前壁,诸多学者们通常将角膜内皮组织作为抑制角膜移植排斥反应的作用靶点。2vegf家族在淋巴管生成中的作用角膜新生淋巴管生成的分子机制尚未完全明确,研究较多且公认的是VEGF家族在淋巴管生成中起重要作用,其他的淋巴管生成生长因子、炎症细胞、细胞外基质也参与了淋巴管生成的调控。2.1淋巴管产生了抗生殖器和膜下新的淋巴管2.1.1vegf-a和vegf-d的相互作用目前,研究认为角膜新生淋巴管的生成主要由VEGF家族及VEGFR调控。VEGF家族包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E及胎盘生长因子(placentagrowthfactor,PIGF),它们通过与酪氨酸受体结合,引起一系列的信号转导,促进内皮细胞的增殖与迁移,最终引起新生血管及淋巴管的形成。VEGF的酪氨酸受体存在于内皮细胞膜上,包括VEGFR-1(Flt-1)、VEGFR-2(Flt-1/KDR)、VEGFR-3(Flt-4)、neuropilin-1(Nrp-1)和neuropilin-2(Nrp-2)。VEGF-A可结合VEGF-R1、VEGF-R2和PIGF,VEGF-B可结合VEGF-R1,而VEGF-C和VEGF-D都可结合VEGF-R2和VEGF-R3。淋巴管生成主要通过VEGF-C、VEGF-D/VEGF-R3途径诱导,VEGF-C、VEGF-D与VEGF-R3结合后,诱导VEGF-R3酪氨酸磷酸化,导致淋巴管生成、扩张、增生。故有学者把VEGF-C、VEGF-D称为淋巴管生成因子。目前,VEGF-A广泛用于新生血管的研究,尤其是肿瘤相关新生血管。在炎症性角膜新生血管模型中,VEGF-A也能促进新生淋巴管的生成。Cursiefen等研究表明在小鼠角膜基质中植入VEGF-A微囊可诱导角膜新生血管与淋巴管的生成,而中和VEGF-A后可明显减少角膜基质缝线模型中的新生血管和淋巴管的生成。另外,选择性抑制VEGF-A各亚型的功能同样减少二者的生成。为了解VEGF-A促进角膜新生淋巴管形成的机制,Cursiefen等进一步研究证实破坏小鼠骨髓源性细胞功能或局部抑制角膜巨噬细胞功能可抑制角膜新生淋巴管的生成,因此,他们推测VEGF-A并不是通过与VEGFR-3直接结合促进淋巴管的生成,而是通过巨噬细胞和其他炎症性细胞释放VEGF-C、VEGF-D,后者与VEGFR-3结合后促进淋巴管的生成。另外,Bock等报道应用贝伐单抗(重组人VEGF-A单克隆抗体)可抑制小鼠炎症性角膜新生淋巴管和新生血管的生成,从而也证实了VEGF-A具有促进角膜新生淋巴管形成的作用。Nrp-1、Nrp-2均为相对分子质量(130～140)×103的跨膜糖蛋白,为轴突导向调节器semaphorin的受体,后来发现它们是VEGF受体,与新生血管和新生淋巴管的生成有密切关系。Nrp-1是VEGF165亚型特异性受体,在血管内皮细胞可促使VEGFR-2与VEGF165结合,并促进VEGF165介导的细胞迁移和增殖,参与VEGF的促血管新生作用。Nrp-2是VEGF145和VEGF-C的共受体。Favier等证实人微淋巴管内皮细胞中Nrp-2可与VEGFR-2和VEGFR-3相互作用;在VEGF-A和VEGF-C诱导生长的淋巴管内皮细胞中,Nrp-2过表达可促进内皮细胞迁移,抑制Nrp-2表达后细胞迁移减低。由于Nrp2胞内段较短,所以大多数学者认为Nrp2是通过激活VEGF-C/VEGFR-3途径而发挥效应的。Caunt等在小鼠角膜基质中植入VEGF-C微囊,14d后使用Nrp2的功能抑制性抗体Anti-Nrp2B可使角膜新生淋巴管生成减少。2.1.2免疫药物维持治疗大鼠视网膜新生血管的生长成纤维细胞生长因子-2(fibroblastgrowthfactor-2,FGF-2)对来源于中胚层和神经外胚层的多种类型的细胞具有促增殖、分化、调控凋亡等广泛的生物学活性。在正常角膜组织中,FGF-2表达于角膜上皮细胞,并与肝素牢固结合,当缺血、感染、外伤等原因使细胞膜受损时,FGF-2即释放出来,与受体结合而发挥生物学效应。FGF-2具有促角膜新生血管生成的作用,近几年的研究也证实了FGF-2具有促角膜新生淋巴管生成的作用。Kubo等在小鼠角膜基质中植入80ngFGF-2微囊袋,发现FGF-2可同时诱导角膜新生血管和淋巴管生成,在小鼠腹膜下注射VEGFR-3功能阻断性抗体可完全抑制FGF-2诱导的新生淋巴管生成,但对新生血管生成无明显影响。但Chang等在小鼠角膜内植入不同剂量FGF-2微囊袋,7d后发现角膜新生血管数量随着FGF-2剂量的降低而明显减少,当FGF-2剂量降低至12.5ng时,最先出现的是新生淋巴管,仅伴随少量新生血管的生长。说明低剂量的FGF-2是特异的淋巴管生长因子,角膜新生淋巴管的生成并不依赖于形成的新生血管。关于FGF-2诱导新生淋巴管的机制,Chang等推断:(1)存在于细胞外基质的硫酸乙酰肝素可与肝素结合生长因子(heparin-bindinggrowthfactor,HBGF)高效结合从而抑制HBGF的活性和扩散能力。FGF-2、VEGF-A是HBGF家族的成员,具有肝磷脂结合活性,而VEGF-C、VEGF-D不具备肝磷脂结合活性,正常角膜基质细胞不表达硫酸乙酰肝素,当角膜受到外伤后,可刺激基质细胞产生和分泌硫酸肝素蛋白多糖(heparinsulfateproteoglycans,HSPG),HSPG可与HBGF结合发挥作用,此时VEGF-C、VEGF-D扩散浸润活性不能被抑制,从而刺激角膜新生淋巴管的形成。(2)FGF-2通过激活VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3途径诱导新生淋巴管生成,但其具体机制尚待进一步研究。2.1.3pdgf-bb代谢血小板衍生生长因子(plateletderivedgrowthfactor-BB,PDGF-BB)是PDGF的亚型之一,是由多种细胞产生的肽类生长因子。PDGF-BB主要通过结合并激活结构相关的蛋白酪氨酸激酶受体β而行使细胞内功能。在组织损伤修复、血管生成及细胞分化过程中起重要作用。Cao等的研究发现,PDGF-BB在鼠角膜中能诱导淋巴管形成,而且阻断VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3信号系统,不能抑制PDGF-BB诱导的淋巴管形成,提示PDGF-BB通过与淋巴管上的PDGF受体结合而直接诱导淋巴管形成。2.1.4血管内皮和淋巴管内皮细胞增殖血管生成素(angiopoietins,Ang)家族包括Ang1、Ang2、Ang3和Ang4等4种同分异构体,Ang的受体包括Tie1和Tie2,Ang1、Ang2主要表达于血管内皮和淋巴管内皮细胞,当内皮细胞活化时表达上调。Nguyen等研究证实Ang1和Ang2均可使淋巴管内皮细胞的Tie2受体磷酸化,Ang2促细胞增殖作用较Ang1明显,Ang1促进淋巴管内皮细胞迁移作用较Ang2显著。Tie1和Tie2主要在血管内皮细胞上表达。随着研究的深入,Morisada等发现Tie2亦在淋巴管内皮细胞上表达,而且软骨基质蛋白寡聚体-Ang1能够促进淋巴内皮细胞增殖及小鼠角膜新生淋巴管的生成,这些作用均可被可溶性Tie2-Fc融合蛋白所抑制。从而证明Ang/Tie-2途径在新生淋巴管的生成过程中起非常重要的作用。2.1.5igf-1诱导新生淋巴管生成Björndahl等通过对小鼠角膜的研究,发现胰岛素样生长因子(insulingrowthfactor,IGF)-1和IGF-2可以诱导新生淋巴管生成,而且IGF-1引起的新生淋巴管不会被可溶性的VEGFR-3抑制,说明IGF-1诱导新生淋巴管生成不依赖VEGFR-3信号通路。进一步通过免疫组织化学、RT-PCR和芯片分析在淋巴管内皮发现了IGF受体,说明IGF可能是角膜新生淋巴管生成的直接作用因子。2.1.6hgf诱导的新生淋巴管生成Cao等及Chung等研究发现肝细胞生长因子(hepatocytegrowthfactor,HGF)可诱导小鼠角膜新生血管和淋巴管生成,应用VEGFR-2、VEGFR-3后可减少HGF诱导的新生淋巴管生成。此外,Neostatin-7、NF-κB、IL-1β等多种因子也参与角膜新生淋巴管形成的调控。这些最新证实的淋巴管生长因子对诱导角膜新生淋巴管生成的分子免疫调节机制还有待于进一步研究。2.2炎症性视网膜新生淋巴管诱导的免疫作用角膜新生淋巴管在角膜免疫源性炎症反应(如角膜移植排斥反应)中的作用已得到广泛认可,但关于炎症细胞与角膜新生淋巴管关系的研究相对较少。最近的研究表明,在炎症性结膜组织中发现了可以表达VEGFR-3的单核细胞和肿瘤相关性巨噬细胞,并证实了这些细胞对角膜新生淋巴管的生成起到非常重要的作用。还有研究表明,正常角膜中存在着能够显著改变角膜树突状细胞聚集功能的抗原递呈细胞异质群体,在炎症性角膜中央上皮和角膜基质中,主要组织相容性复合体II-阴性朗格汉斯细胞被激活;另外,在角膜基质中的B细胞(骨髓产生细胞)-树突状细胞在炎症的刺激下趋于成熟,能够通过淋巴管向引流淋巴结移行,刺激T细胞产生异体抗原。因此对炎症状态下(包括角膜移植)角膜相关炎症因子进行深入的研究,将有助于人们对角膜新生淋巴管的免疫作用有更深入的了解。另外,Hamrah等发现在正常角膜中的树突状细胞仅表达VEGFR-3,而在炎症条件下表达VEGF-C和VEGFR-3,推测促炎症细胞因子可能调控树突状细胞表达VEGF-C,并通过VEGF-C/VEGFR-3通路来促进角膜新生淋巴管生成。此外,在VEGF-C诱导的炎症角膜新生淋巴管和新生血管模型中,树突状细胞可以从外周血迁移至淋巴结,提示VEGF-C对其具有趋化作用,淋巴结中树突状细胞密度增加与新生淋巴管生成密切相关。Maruyama等发现,小鼠角膜移植后在角膜基质中存在大量的能够形成管样结构的CD11b和巨噬细胞聚集体,管样结构能够表达Prox-1、podoplanin、VEGFR-3和淋巴管内皮细胞透明质酸受体-1,并能单独形成淋巴管样结构并朝向角膜缘生长。同时,巨噬细胞抑制物能够减少新生淋巴管的生成,这说明CD11b和巨噬细胞可在角膜新生淋巴管的形成中产生更为直接的作用。2.3金属透明质凝胶促进淋巴管形成的另外一个重要途径是淋巴管内皮细胞与细胞外基质的相互作用。细胞外基质微环境包括:透明质烷、整联蛋白、reelin、IL-7、基质金属蛋白酶等。如跨膜蛋白alpha5整联蛋白能够与纤维粘连蛋白结合,其在肿瘤及外伤的淋巴管生成中研究较多。在缝线诱导的角膜移植模型中,alpha5整联蛋白抑制剂能够抑制角膜新生淋巴管的生成而对角膜新生血管没有明显的抑制作用。3抗立地进行了抗特殊膜移植后的膜生成角膜移植排斥反应是角膜移植失败的主要原因,如何有效地预防和治疗术后排斥反应是眼科医师最为关心的问题。随着对角膜淋巴管在免疫调节方面研究的深入,已有越来越多的学者在努力探索抑制角膜新生淋巴管生成的方法,试图通过破坏免疫反射弧而提高角膜移植成功率。鉴于VEGF-C、VEGF-D/VEGFR-3信号通路在角膜新生淋巴管生成过程中的重要作用,阻断该信号通路是目前抗淋巴管生成治疗最常采用的策略。其他的调控分子,如整联蛋白的作用还需要进一步的研究。Cursiefen等发现即使是低危角膜移植(植床植片无血管及炎症),数天内就可以发现新生血管及新生淋巴管向植片方向生长。他们认为这似乎与角膜创伤修复和缝线有关,而与角膜免疫反应无关,因为在同种异体及同种同体角膜移植中角膜新生血管及新生淋巴管的生长速度和数量无明显差别。另外,Cursiefen等及Bachmann等研究表明:中和VEGF-A的作用可明显减少低危及高危角膜移植术后新生血管和淋巴管的生成,同时延长了植片生存时间。VEGFR-3是调控淋巴管新生的关键性分子,在炎症性角膜中