胚胎视网膜血管发生方式及其促进因子

　胚胎视网膜血管发生方式及其促进因子 眼科研究 2000年第1期第18卷 综述 作者：赵劲松　宋跃　张晓光 单位：长春，白求恩医科大学第二临床学院眼科　130041 关键词：胎儿视网膜血管血管发生因子 　　摘要　视网膜血管病变中新生血管的发生占有重要 地位，是很多 视网膜疾病的严重并发症，其发病机制尚未完全明了，综述了胚胎视网膜血管发生方式及其 促进因素。人胚胎视网膜血管发生存在两个阶段，第一阶段为视网膜内层血管的发育，由梭 形细胞增殖分化形成血管内皮细胞，再改建成血管，第二阶段是外层血管的发育，由已存在 的内层血管以出芽方式形成。血管的生成受到多种因素的调节，促进血管新生的调节因子有 很多，其中血管内皮生长因子，碱性成纤维细胞生长因子是到目前为止发现最强的促进血管 新生的生长因子。 　　分类号　r774 the process es and factor s regulating fetal retinal vascular deve lopment zhao jinsong，song yue 　　（department of ophthalmology，the 2nd clinical coll ege，norman bethune university of 　　medica l sciences ，changchun13004）1 　　abstract　angiogenesis plays an important role in vascular dis eases of the retina and it is a severe c omplication of many retinal diseases．unt il recently，little was known about its p athogenesis．this article reviews the pro cesses and factors that regulate fetal r etinal vascular development．the retinal vascularization of human fetus comprises two processes：initially the inner sides of retinal vessels are developed from s pindle cells，which then are developed in to vascular plexus by differentiation，pr oliferation and remodelling；the outer si des of retinal vessel arise as cellular buds to form capillary networks．many fac tors can modulate angiogenesis，while vas cular endothelial growth factor and basic fibr oblast growth factor are the stronger fa ctors to promote the angiogenesis． 　　key words　fetus retina blood vessels an giogenesis factor 　　许多眼部或全身其他组织器官的病变常影响视网膜的血管，引起视网膜血管发生改变，其中新生血管是很多视网膜血管疾病的严重并发症，最终可引起视力丧失，如糖尿病性视网膜病变、视网膜静脉阻塞、老年黄斑变性等。研究视网膜新生血管发生、发展的过程，了解其发病机理，可望找到抑制和阻断血管形成的途径，这对临床上预防和治疗新生血管性疾病可能提供帮助。现有许多学者认为视网膜血管发育的正常程序可能就是当视网膜发生病变时病理性新生血管生长的机理［1］，所以研究胚胎视网膜血管发育过程及其影响因素可能成为病理性血管新生研究的基础。 　　1　胚胎视网膜血管发生方式 　　1．1　血管发生方式 　　血管发生有两种形式，一种是血管发生（vasculogenesis），另一种是血管生成（angiogenesis）［2］。vasculogenesis是指血管由血管内皮细胞前体细胞即未分化的间充质细胞形成。间充质细胞迁移、分化、增殖形成内皮细胞索，然后管道化成新生毛细血管、经改建成为动脉、静脉和毛细血管。而angiogenesis指血管由已形成的血管以出芽方式延伸形成。此过程包括［3］：(1)原有的血管充血，内皮细胞、周细胞激活。(2)基底膜降解。(3)内皮细胞游走，穿过基底膜，向刺激原运动。(4)内皮细胞、周细胞迁移、分裂、增殖。(5)形成新的毛细血管腔，周细胞围绕新的毛细血管。(6)新的基底膜形成，层粘连蛋白发育。(7)毛细血管袢形成。(8)分化成小静脉、小动脉，形成毛细血管网。 　　1．2　胚胎视网膜血管发生方式 　　ashton［4］及王微［5］等对视网膜血管发育及胚胎期形态学的研究看出，胚胎视网膜血管发育是由玻璃体血管周围的梭形细胞(血管前体细胞)分化而来的，即胚胎视网膜血管的发生方式只存在vasculogenesis方式。而其他人认为视网膜血管发生方式既有vasculogenesis方式又有angiogenesis方式，李爱冬［6］观察12～13周的胚胎，视乳头及周围的血管内皮细胞前体细胞在节细胞层向锯齿缘迁移，并增殖、分化为内皮细胞索，经改建成为节细胞层的血管，此过程为vasculogenesis。26周时，节细胞层内已形成的血管朝内、外界膜方向长出血管芽，长至神经纤维层内和内核层的内、外缘后转为水平生长，并与这3层的“内皮细胞芽”连接，形成3层血管，此为angiogenesis过程。而gariano，chan-ling［7，8］等也认为视网膜血管发生由两种机制构成，但与李爱冬看法不同的是，视网膜血管发育初期，视网膜内层血管包括神经节细胞层和神经纤维层的血管，其发生方式为vasculogenesis，血管发育后期，外层血管即内核层的内外缘血管由已形成的内层血管出芽延伸而成，即angiogenesis过程，此结论与我们的观察结果相同［9］。 　　总之，胚胎视网膜血管发生方式的理论现在倾向于包括vasculogenesis和angiogenesis两个过程，只是对于视网膜内层血管中的神经纤维层血管的发生方式有些争论。 　　2　视网膜血管发生的促进因素 　　2．1　星形胶质细胞 　　星形胶质细胞属于神经胶质细胞，在胚胎期首先出现在视盘附近的神经纤维层、神经节细胞层中，并从视神经向锯齿缘迁移，这一过程早于发育中的血管的迁移。在血管发育过程中，星形胶质细胞的排列与血管的排列大致相符，提示星形胶质细胞以某种方式支配或调节血管的生长或发生［10］。jiang等利用视网膜血管发生的免疫组化分析显示，只有与星形胶质细胞接触的梭形细胞才能分化为血管内皮细胞。体外实验利用鼠星形胶质细胞和牛视网膜内皮细胞共同培养，星形胶质细胞可以诱导内皮细胞分化成毛细血管样结构，提示我们星形胶质细胞对血管的形成起促进作用［11］。 　　2．2　生长因子 　　生长因子是血液和组织自身形成的多肽物质，生长因子作为分子信号和介质与特定受体结合，单独或协同地促进细胞生长、增殖、分化。 　　促进血管新生的调节因子有很多，其中血管内皮生长因子（vascular　endothelial　growth　factor，vegf）、碱性成纤维细胞生长因子（basic　fibroblast　growth　factor，bfgf)是到目前为止发现最强的促进血管新生的生长因子。 　　2．2．1　bfgf　bfgf广泛存在于人体各种组织中，它们对绝大多数中胚层来源的细胞，尤其是内皮细胞有很强的促分裂作用，是活跃的促血管形成生长因子。bfgf可促进新生血管形成［12］，对新生血管形成的多个环节如毛细血管基底膜降解、内皮细胞迁移、增生、胶原合成、小血管形成等均有明显促进作用。 　　kimura等在兔视网膜下植入含有bfgf的胶囊，可引起视网膜下新生血管生成［13］；amin等发现bfgf在老年性黄斑病变患者的脉络膜新生血管膜上的表达呈强阳性［14］，表明bfgf与眼部新生血管有着密切的关系。而bfgf在牛、人胚胎视网膜内也发现有表达。ishigooka等发现牛胚150、180天的内层及外层视网膜血管呈现bfgf阳性反应，此阶段为外层血管出现的时期；而在第90、120天时即内层血管形成时期，bfgf在内层血管仅呈现弱阳性反应［15］。李爱冬研究了人胚胎视网膜内bfgf的表达，发现节细胞、血管内皮细胞、视锥细胞呈阳性反应［16］，以上表明bfgf可能与视网膜增殖、分化及血管发生有关。 　　2．2．2　vegf　vegf是近年新发现的在机体内广泛存在、具有促进血管生长作用的生长因子，其促分裂作用仅限于血管内皮细胞，在胚胎发育期的组织和处于分化状态下的细胞vegf表达高于成年组织和分化完全的细胞［17］。 　　vegf表达的调节机制目前还不清楚，一般认为低氧可能诱导vegf表达［18］，而vegf在卵巢、子宫、黄体等甾体反应细胞的高表达提示vegf可能受激素的调控［19］，另外某些生长因子也有诱导vegf的作用，如表皮细胞生长因子（epidermal growth factor，egf）、血小板源性生长因子(platelet derived growth factor，pdgf)、bfgf等。 　　vegf通常与血管内皮细胞上的特异性受体结合后，受体酪氨酸残基发生磷酸化反应，引起细胞内许多酶和其它反应，促进内皮细胞增殖，诱导血管形成。connoly将纯化的vegf加入小牛主动脉内皮细胞培养液中，发现细胞数增加［20］；杨亚东等从人胎肝cdna文库中克隆出人的vegf基因，并用基因工程的方法，表达和纯化出人的vegf蛋白，而且证明这种vegf具有促进血管生长和血管通透性的活性［21］。ozaki等给家兔玻璃体腔植入vegf缓释物，植入7天后，可见视网膜血管扩张弯曲，14～21天之间所有植入vegf的视网膜上均见异常新生血管生成［22］。 　　ferrara等对胎鼠脑切片进行原位杂交研究，结果胚胎发育第14天发现vegf　mrna广泛分布并具有高水平，且其表达与胚胎发育组织中的血管增殖有关［23］。flamme研究vegf在鹌鹑胚胎内的表达时发现，vegf在未孵育的胚盘中表达为低水平，而从第2天开始可以发现大量表达，但主要存在于卵黄囊血管周围部分，不久以后在所有器官中都可以发现vegf的存在［24］。 　　由此可见vegf与胚胎期血管形成有密切关系，对胚胎的生长发育具有重要的调节作用。 　　1948年michaelson首次推测视网膜血管在生长发育期，视网膜内存在血管形成因子，而1980年glaser首次直接证明哺乳动物的视网膜内有血管生成素的存在，人、牛和兔的视网膜提取物，能够在牛血管内皮细胞培养中刺激细胞增殖和胸腺核苷吸收的能力，同时还可刺激鸡胚卵黄囊膜新生血管的形成［25］。近几年人们认为视网膜内血管生成因子为vegf，pe’er及lutty等研究pdr病人视网膜中vegf的表达发现，在无糖尿病的视网膜中vegf表达为阴性或仅有少量表达，而有糖尿病者其表达增加［26，27］；okamoto等将人vegf基因导入小鼠体内，制成转基因鼠，利用rt-pcr和northern　blots技术检测转基因鼠视网膜内vegfmrna，发现其表达增加，并发现视网膜内及视网膜下有新生血管形成，表明视网膜内vegf过表达是引起视网膜内及视网膜下新生血管形成的重要因素之一［28］。dorey等将新生鼠放入氧浓度为80％的气体中8天，然后放入正常空气中，使视网膜相对缺氧，随后按不同时间处死，进行原位杂交发现在内核层表达有大量vegfmrna，稍后此部位发现大量新生血管［29］，表明缺氧可以导致视网膜内vegf表达增加，新生血管形成。 　　由此可想到发育早期的视网膜是无血管的，氧及营养需从含氧丰富的脉络膜毛细血管扩散至视网膜，因胚胎期视网膜较厚导致扩散距离增加，视网膜相对缺氧，可能引起血管形成因子增加，促进血管形成。murata等利用免疫组化及原位杂交研究了出生后3，7，14，30天鼠视网膜内vegf的表达，发现第3，7天时即视网膜血管发生活跃时期，vegf mrna及vegf表达增加，而出生后第14天，血管发生活性下降，vegf表达减少［30］。stone［31］等也探讨了发育中的鼠和猫视网膜中vegf的表达，发现在视网膜最内层即神经纤维层、内核层有表达，其部位接近视网膜的表层、深层血管，与血管形成有着密切关系。这些结果说明vegf在视网膜发育过程中，对视网膜血管发生具有重要的调节作用。 　　视网膜新生血管形成的机理比较复杂，并不是仅由几种新生血管生成因子的作用结果，可能由多种新生血管生成因子和抑制剂、拮抗剂共同作用导致血管新生，如视网膜、玻璃体中可能存在抑制新生血管生成的因子，在发育过程中使玻璃体血管退化或在成人中抑制新生血管生成，而此过程目前了解甚少，研究胚胎视网膜血管发生的过程及调节因素有助于明确此过程，为治疗眼内血管性病变也可以提供理论基础。 　　1，seba g j，mcmeel jw．surv ophthalmol，1986，30∶37 7 　　2，risau w，lemmon v．dev biol ，1988，125∶441 　　3，schor am，scho r sl．j pathol，1983，141∶385 　　4，ashton n．br med bull，1970，26∶103 　　5，王微，张惠蓉，李风鸣．中华眼科杂志，1987，23∶340 　　6，李爱冬，羊惠君．中华眼底病杂志，1996，12∶88 　　7，gariano rf，iru ela-arispe ml，hendrickson ae．invest opht halmol vis sci，1994，35∶3442 　　8，chan- ling t，halasz p，stone j．curr eye res，199 0，9∶459 　　9，宋跃，赵劲松，张晓光，等．中华眼底病杂 志，1999，15∶12 　　10，gariano rf，sage eh，kapla n hj，et al．invest ophthalmol vis sci，199 6，37∶2367 　　11，jiang b，bezhadian ma，caldwe ll rb．glia， 1995，15∶1 　　12，klagsbrun m，edelman er．arte riosclerosis，1989，9∶269 　　13，kimura h ，sakamoto t，hinton dr，et al．invest ophth almol vis sci，1995，36∶2110 　　14，ami n r，puklin je，frank rn．invest ophthalmol v is sci，1994，35∶3178 　　15，ishigooka h，k itaoka t，boutilier sb，et al．invest ophth almol vis sci，1993，34∶2813 　　16，李爱冬，羊 惠君．中华眼底病杂志，1996，12∶180 　　17，breier g，albre cht u，sterrer s，et al．development，1992，1 14∶521 　　18，shweiki d，itin a，soffer d，et a l．nature，1992，359∶843 　　19，shweiki d，itin a，neufeld g，et al．j clin invest，1993，91∶ 2235 　　20，connolly dt，heuvelman dm，nelson r，et al．j clin invest，1989，84∶1470 　　21，郑卫 ，李倩虹，陈光慧，等．中华心血管病杂志，1996，24∶315 　　22，ozaki h，hayashi h，vinores sa，et al．exp eye res ，1997，64∶505 　　23，ferrara n，henzel wj．bioc hem biophys res commun，1989，161∶851 　　24，f lamme i，breier g，risau w．dev biol，1995，1 69∶699 　　25，glaser bm，d’amore pa，michels r g，et al．ophthalmology，1980，87∶440 　　26，pe’e r j，folberg r，itin a，et al．br j ophthalm ol，1996，80∶241 　　27，lutty ga，mcleod ds，mer ges c，et al．arch ophthalmol，1996，114∶971 　　28，okamoto n，tobe t，hackett sf，et al．am j pathol，1997，151∶281 　　29，dorey ck，aouid idi s，reynaud x，et al．arch ophthalmol，19 96，114∶1210 　　30，murata t，nakagawa k，khali l a，et al．lab invest，1996，74∶68 　　31，stone j，itin a，alon t，et al．j neurosci，1995，1 5（7）∶4738 收稿：1999－02－08 　　修回：1999－09－18 北京治疗牛皮癣哪家医院好

转载请注明：http://www.obl66.com/yygl/4.html