人類遺傳性視網膜變性疾病是導致世界上不可逆致盲性眼病的主要原因之一。雖然導致視網膜光感受器變性的機制并不完全明確，但充當視網膜固有免疫監測作用的小膠質細胞，在多種視網膜色素變性動物模型的視網膜變性早期即發現其活化反應。這些活化的小膠質細胞參與吞噬變性的視桿細胞碎片，還產生了高水平的促炎細胞因子和趨化因子等細胞毒性物質，加重了臨近健康光感受器細胞的死亡，提示小膠質細胞的活化在光感受器細胞變性中發揮重要作用。同時，大量研究證實，一些藥物通過干預小膠質細胞的異常活化可以預防或減輕神經元的死亡，減緩視網膜退行性疾病的發生和進展，有望成為治療遺傳性視網膜變性疾病的新的選擇。
引用本文： 向圣錦, 段俊國. 小膠質細胞在遺傳性視網膜變性疾病中的作用研究進展. 中華眼底病雜志, 2022, 38(8): 702-706. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20210331-00165 復制
人類遺傳性視網膜變性疾病是導致不可逆致盲性眼病的主要原因之一，主要表現為視網膜細胞的進行性凋亡，最終導致視網膜結構完整性改變和功能喪失。視網膜變性最普遍和最嚴重的形式是視網膜色素變性（RP），視力喪失由視桿細胞的原發性變性引起，之后是視錐細胞的變性[1]。雖然視桿細胞變性導致視錐細胞死亡的機制并不明確，但多種RP動物模型視網膜變性早期即發現小膠質細胞的活化反應，這些活化的小膠質細胞介導的神經炎癥參與吞噬變性的視桿細胞碎片，可以促進神經保護和再生[2-3]。然而，在長期慢性激活條件下，活化的小膠質細胞在變性的視網膜中的積累，釋放過量的炎癥介質，則加重了臨近健康光感受器細胞的死亡[4-5]。這些均提示小膠質細胞調控的視網膜神經炎癥反應以及慢性促炎環境在視網膜退行性疾病中發揮關鍵作用[4]，通過干預小膠質細胞的異常活化可以預防或減輕神經元的死亡，減緩視網膜退行性疾病的發生和進展，是一種很有前途的治療方法[3,6]。現就小膠質細胞在遺傳性視網膜變性疾病中的作用以及潛在的治療前景作一綜述。
1 視網膜小膠質細胞及其功能
小膠質細胞是中樞神經系統（CNS）的固有免疫細胞，生理條件下，小膠質細胞處于靜息狀態，為大腦提供了一個高度動態和高效的監測系統，發揮免疫監視、免疫防御和修復組織的作用，是CNS免疫防御的第一道防線[4]。當腦損傷或受到炎性刺激時，靜息狀態的小膠質細胞轉化為活化狀態并遷移到受損區域，活化為阿米巴樣形態，通過吞噬來自損傷部位的細胞碎片并釋放炎癥介質進入細胞外空間，以維系CNS微環境的平衡[7-8]。活化的小膠質細胞又分為M1型和M2型兩種表型細胞，M1型小膠質細胞主要分泌腫瘤壞死因子（TNF）-α、白細胞介素（IL）-1β等促炎因子，啟動炎癥反應，具有明顯的神經毒性作用[8]。M2型小膠質細胞可分泌多種神經營養因子，及時清除大腦的有害物質，并調控抗炎因子的表達，從而修復損傷的神經元[9]。這說明小膠質細胞對CNS損傷具有雙重作用，在維持大腦神經穩態的平衡過程中，初始M2型比M1型表現強，其對傷口愈合和抗炎修復發揮重要作用；但在慢性炎癥后期，M1型占主導地位，導致神經損傷[10]。已被證實，小膠質細胞介導的慢性炎癥與多種神經退行性疾病密切相關[4,7]。
視網膜是CNS的延續，是“通往大腦的窗口”；因此，視網膜小膠質細胞同樣在視網膜生理病理過程中發揮重要作用[3]。研究表明，幾乎所有視網膜疾病都伴有小膠質細胞活化，其活化程度是多因素視網膜病變的主要標志[2]。小膠質細胞能被刺激實現巨噬細胞功能，并與其他神經膠質細胞和神經元相互作用，在維持視網膜正常結構和功能方面起著積極的作用[11]。小膠質細胞和其他視網膜細胞之間的相互作用是通過小膠質細胞膜表面特異性受體來實現的，這些受體是組織穩態的關鍵調節因子，可以限制健康視網膜中不必要的小膠質細胞激活[12]。CX3CL1（Fractalkine）是小膠質細胞活化的主要調節因子，主要與小膠質細胞的特異性受體CX3CR1結合，實現對小膠質細胞的調控[12]。研究證明，CX3CL1-CX3CR1在大腦和視網膜中具有免疫調節和神經保護作用[12]。如rd10視網膜變性小鼠中CX3CR1的缺失增強了小膠質細胞的激活和浸潤，并伴隨著光感受器死亡的增加，而外源性補充CX3CL1可以顯著減緩光感受器死亡的速度[13]。其他如CD200R、轉運蛋白（TSPO）等都可與神經元相應的細胞因子結合，從而調節視網膜小膠質細胞的激活[14-15]。
小膠質細胞與Müller細胞的交互作用在維持視網膜功能中也起著重要的作用。小膠質細胞在健康和疾病狀態下均可與Müller細胞發生雙向信號傳導，這種雙向通信可以作為神經元-小膠質細胞交互作用的介質[16]。在光損傷誘導的視網膜變性小鼠模型，早期即出現小膠質細胞活化并向外層視網膜遷移，釋放多種細胞因子，對光感受器細胞具有保護作用，但光感受器本身不表達它們的受體[2]。隨后證實，小膠質細胞主要通過與Müller細胞相互作用，誘導或抑制次生因子如腦源性神經營養因子的釋放，它們可以直接作用于光感受器，并在視網膜應激條件下介導光感受器存活或凋亡[17]。同時，小膠質細胞-Müller細胞還通過TSPO信號軸進行信號傳導，其中Müller細胞釋放TSPO的內源性配體地西泮結合抑制蛋白（DBI），結合TSPO并抑制視網膜病理過程中的小膠質細胞激活[18]。
同CNS一樣，小膠質細胞對視網膜損傷起“雙刃劍”作用。一方面活化的小膠質細胞可以遷移至病灶區，吞噬細胞碎片、清除致病因子，利于神經元修復和再生；另一方面，過度激活的小膠質細胞，會損傷并吞噬周圍正常神經元，促進疾病的發展[3]。同時，小膠質細胞還能產生大量的促炎因子如TNF-α、IL-1β等，這些炎癥反應最初具有神經保護作用，但隨著炎癥反應的進展和不受控制的小膠質細胞活化，則會使神經元因過度炎癥而受損，最終導致視網膜神經元損傷和疾病惡化[5-6]。
2 小膠質細胞與遺傳性視網膜變性疾病
小膠質細胞的行為在小鼠遺傳性視網膜病變模型中的作用得到了廣泛研究，已經證明視網膜小膠質細胞改變其形態，激活并在視網膜內遷移[19-21]。與許多神經退行性疾病一樣，小鼠遺傳性視網膜病變模型中的小膠質細胞行為和視網膜神經炎癥反應密切相關[21]。激活的小膠質細胞具有雙重作用：神經保護或神經破壞。
Rashid等[2]首先在rd1小鼠模型中觀察到，在光感受器凋亡的過程中伴有小膠質細胞的活化、遷移和吞噬。rd1小鼠是最早發現的RP動物模型，組織學檢查顯示rd1小鼠出生后10 d光感受器細胞開始快速凋亡，到6周時光感受器細胞幾乎完全消失。小膠質細胞存在于光感受器的外核層中，在出生后10 d，它們表現出高度增生能力，且主要存在于持續視桿細胞死亡的區域，這種與光感受器細胞死亡的時空模式的一致性分布，意味著小膠質細胞與光感受器變性過程密切相關。這些活化的小膠質細胞出現在視網膜下區域時，是含有視紫紅質陽性細胞質包裹體的大型阿米巴樣吞噬細胞，其偽足常可見。這些腫脹的浸潤性小膠質細胞已被證明分泌高水平的TNF-α、CC趨化因子配體（CCL）2和CCL5，加重了正在進行的光感受器死亡[2]。
表達CCL2、CCL5和TNF-α的反應小膠質細胞也存在于rd10小鼠中[22]。rd10小鼠視網膜變性的發生速度較rd1小鼠慢。光感受器變性集中在出生后18～25 d，21 d達到峰值，5周時視桿細胞基本消失，但到出生后60 d，內核層和神經節細胞層的厚度仍未受到影響。從出生后16 d開始，視網膜電圖a波和b波振幅逐漸下降，2個月齡時基本消失。有趣的是，rd10小鼠的小膠質細胞激活在神經變性開始前已經明顯[23]。激活的小膠質細胞向退化的光感受器遷移，轉化為含有多個吞噬體的阿米巴樣細胞，產生大量的促炎細胞因子IL-1β，并加速光感受器凋亡[23]。同時，反應性視網膜小膠質細胞對應激但存活的光感受器也進行吞噬，加重神經元的死亡和疾病的嚴重程度，這些均提示小膠質細胞參與誘導視網膜退行性病變[24]。
除了rd1和rd10視網膜變性小鼠模型外，rd7和rd8小鼠也表現出廣泛的小膠質細胞活化[25]。在rd7小鼠，視網膜變性是由于Nr2e3基因的自發突變而發生的，在光感受器的內外核層異常折疊區域發現了反應性小膠質細胞。這些小膠質細胞吞噬光感受器和視網膜色素上皮（RPE）層之間的大量碎片，導致溶酶體的積累[3]。激活的含溶酶體小膠質細胞分泌大量IL-1β、IL-6和TNF-α，從而加速視網膜變性[3]。Crb1基因突變的rd8小鼠表現為RPE局灶性萎縮、光感受器變性和視網膜下小膠質細胞積聚。與年齡匹配的野生型小鼠相比，rd8小鼠視網膜促炎標記物CD16、MHC-Ⅱ和誘生型一氧化氮合酶陽性的小膠質細胞數量增加，這種反應性小膠質細胞增加與視網膜光感受器的內外核層異常折疊區域緊密相關。同時，這些積累的小膠質細胞過度表達補體C3、CFB和促炎因子TNF-α、核因子κB（NF-κB），加速rd8小鼠視網膜退行性病變的發展[26]。
一些其他類型的遺傳性視網膜變性小鼠模型，也發現小膠質細胞活化。在Fam161a基因缺陷視網膜變性小鼠模型中，小膠質細胞向較大的阿米巴樣細胞轉化并增生，呈高度活化狀態，特別是在視網膜變性的早期和中期[20]。有趣的是，在小鼠7個月，當大多數光感受器細胞丟失時，小膠質細胞顯示出一種中間表型，具有反復出現的分支和擴大的細胞體。因此，反應性小膠質細胞在視網膜變性高峰后重新活化[3]。同樣在Rs1h-/Y基因缺陷的X連鎖遺傳視網膜變性模型，在小鼠出生后15 d發生顯著的光感受器凋亡之前，小膠質細胞在出生后11 d時已經顯著上調，小膠質細胞向外層視網膜遷移同時伴有早期生長反應蛋白1（EGR1）表達上調[27]。由于EGR1表達與睫狀神經營養因子和膠質細胞衍生神經營養因子的表達一致，因此EGR1的激活可能代表一種保護性免疫機制[3]。同樣，在N-甲基-N-亞硝脲（MNU）注射誘導的視網膜變性疾病小鼠模型，也觀察到視網膜小膠質細胞形態學變化并伴有CX3CR1的表達上調，且發現Müller細胞CX3CL1分泌同時增加，說明在MNU誘導的視網膜變性過程中，Müller細胞可通過增加CX3CL1的分泌，促進視網膜小膠質細胞的遷移，誘導小膠質細胞活化[28]。
同樣地，在與遺傳性視網膜變性密切相關的脯氨酸-23-組氨酸視紫紅質突變（P23H）和皇家外科學院（RCS）大鼠模型，也發現了小膠質細胞的活化和遷移[19]。從P23H-1大鼠出生后15 d和RCS大鼠出生后21 d開始，小膠質細胞發生形態變化并被激活，小膠質細胞侵入視網膜外層。在P23H-1大鼠出生后21 d和RCS大鼠出生后45 d時，其外核層和光感受器盤膜外段的小膠質細胞數量顯著增加。進一步研究發現，這種小膠質細胞的數量增加，除視網膜內遷移外，也是因小膠質細胞的細胞分裂增生[29]。
從這些研究中發現，在遺傳性視網膜變性動物模型中，小膠質細胞的激活發生在光感受器變性開始之前或同時發生，激活的小膠質細胞遷移到視網膜外層，吞噬垂死的光感受器，消除細胞碎片，還可能通過最終吞噬應激但仍然可存活的光感受器而加速其死亡。同時在失去絕大多數光感受器前，這些模型動物視網膜外層也存在小膠質細胞增生，但視網膜小膠質細胞到達視網膜外層，啟動早期小膠質細胞反應和吸引小膠質細胞到視網膜外層的信號尚不完全清楚[21]。CCL2在各種視網膜變性模型中高度表達，這意味著這種趨化因子在視網膜免疫調節中的特殊作用[2-3]。ccr2-/-rd10小鼠出生后25 d時陽性反應小膠質細胞的數量顯著減少，表明CCR2/CCL2信號通路在動員小膠質細胞進入退化的光感受器層中起著至關重要的作用。在視網膜變性的初始階段，CCL2-CCR2軸的上調是觸發小膠質細胞激活的必要條件[30]。同時，在Abca4-/-/Rdh8-/-
3 調節小膠質細胞活性治療遺傳性視網膜變性疾病
由于小膠質細胞介導的炎癥反應在視網膜退行性疾病的發生和進展中起著至關重要的作用，目前發現一些有較好應用前景的調節小膠質細胞活性藥物，可以改善模型動物視網膜病變的疾病結局，有望成為治療遺傳性視網膜變性疾病的新的選擇[2]。
3.1 DBI
TSPO是一種表達在小膠質細胞上的線粒體蛋白，DBI則是TSPO的內源性配體[15]。在視網膜炎癥和疾病期間，TSPO隨反應性小膠質細胞遷移過程明顯上調，且這種誘導性表達上調準確地反應了視網膜炎癥的程度和持續時間[18]。隨著視網膜炎癥過程中小膠質細胞活化及TSPO的表達上調，星形膠質細胞和Müller細胞也上調了作為TSPO配體的DBI的產生和分泌。然后，DBI被小膠質細胞吸收并與TSPO結合，這有助于限制小膠質細胞炎癥反應，促進活化小膠質細胞恢復至靜息狀態[18]。Scholz等[32]利用合成的高特異性TSPO配體XBD173（emapunil）測定其對光誘導視網膜變性小鼠模型視網膜小膠質細胞活性的影響,發現XBD173可以明顯抑制阿米巴樣小膠質細胞在外層視網膜中的積累。XBD173同時有效地抑制了小膠質細胞中促炎標志物的表達，降低了小膠質細胞對培養的光感受器細胞的神經毒性[3]。這表明TSPO不僅高表達于反應型視網膜小膠質細胞中，也是控制其活性的重要靶點，TSPO可以作為視網膜膠質細胞活化的潛在標志。TSPO-DBI信號還在小膠質細胞和Müller細胞間發揮橋梁作用，有望成為調節視網膜變性疾病早期慢性神經炎癥的重要靶點[33]。
3.2 米諾環素（Minocycline）
米諾環素是一種高度親脂、半合成四環素衍生物，已有研究證實其具有較好的抗凋亡、抗菌、抗炎效果，對急慢性神經退行性疾病動物模型有較好的神經保護作用[34]。米諾環素可以通過調節Toll樣受體（TLR）2和TLR4信號以及幾種絲裂原活化蛋白激酶級聯信號通路（MAPKs）來抑制多種炎癥刺激誘導的小膠質細胞激活[35]。NF-κB是細胞內重要的核轉錄因子，在炎癥反應、免疫應答等過程中起到關鍵性作用，κB抑制蛋白（IκB-α）可以抑制NF-κB的活性，而米諾環素也可以通過阻止IκB-α的降解而抑制NF-κB轉錄活性而抑制M1型小膠質細胞激活[36]。與其抗炎特性一致，米諾環素在視網膜疾病中的益處已在幾種實驗模型中得到證實[37-38]。在光誘導的視網膜變性小鼠模型中，米諾環素有效地抑制視網膜下間隙的反應性阿米巴樣小膠質細胞的積累，顯著抑制光感受器凋亡，保護視網膜結構[37]。在rd10小鼠以及RCS、P23H-1大鼠模型中，米諾環素治療可顯著減少小膠質細胞介導的光感受器凋亡，改善視網膜結構和功能，其潛在機制可能通過其抗凋亡特性或其抗炎（抗吞噬）效應[19，38]。值得注意的是，在炎癥性視網膜疾病相關臨床研究中，口服米諾環素顯示較好的臨床療效。口服米諾環素治療可降低糖尿病黃斑水腫患者視網膜異常血管通透性和滲漏，同時提高視力[39]。而長期服用米諾環素治療可以改善RP患者的視野進行性損害[40]。這些發現證明了米諾環素的廣泛免疫調節和神經保護作用，為應用米諾環素作為免疫治療視網膜病變提供了基礎[37]。
3.3 其他
微小RNA（miRNA）是一種廣泛應用存在于真核生物體內具有調控功能的非編碼單鏈RNA，研究發現miR-204對視網膜功能至關重要，并對遺傳性視網膜疾病具有潛在的治療作用[41]。用腺相關病毒（AAV）載體攜帶miR-204前體注射到顯性RP小鼠（RHO-P347S）模型中，miR-204可以減少光感受器凋亡，保留視網膜功能，這種保護作用主要是通過下調小膠質細胞的激活實現的[41]。轉化生長因子（TGF）-β是一種重要的抗炎細胞因子，以AAV為載體攜帶TGF-β的亞型TGF-β1也可以通過抑制小膠質細胞活化，并挽救不同基因突變RP小鼠（rd1、rd10、C3H小鼠）的光感受器變性，保護視網膜功能[42]。TGF-β1通過一種依賴于小膠質細胞的作用途徑，對光感受器變性以及其他形式的視網膜退行性變患者受益[42]。
顆粒蛋白前體（PGRN）是一種多種細胞類型表達的多功能生長因子，包括CNS的神經元和小膠質細胞，其通過促進軸突生長和細胞存活而發揮神經保護作用[43]。最近發現，PGRN及其裂解產物顆粒蛋白對光暴露的小鼠光感受器細胞凋亡有保護作用。在光暴露后48 h，顆粒蛋白、巨噬細胞和小膠質細胞標記物Iba-1的表達水平顯著增加，且顆粒蛋白和Iba-1雙陽性細胞主要積累在外核層，這是光感受器細胞的主要位置，因此PGRN及其裂解產物顆粒蛋白的視網膜保護作用可能與抑制小膠質細胞的活化有關[43]。阿爾法-1抗胰蛋白酶（AAT）是一種新型免疫調節劑。在rd1小鼠模型中AAT表達減少，補充AAT對視網膜變性有一定的保護作用，且AAT能夠促進視網膜小膠質細胞由MI型向M2型轉化，說明AAT能調節小膠質細胞介導的神經炎癥，改變視網膜變性的進程，這可能與抑制了STAT1信號通路有關[44]。
一些中藥有效成分也發現可以通過抑制小膠質細胞活化而延緩視網膜退行性病變的進展。姜黃素是一種二酮類化合物，具有較好的抗炎、神經保護作用[45]。姜黃素治療14 d可以顯著減少rd1小鼠視網膜凋亡細胞數量，抑制視網膜小膠質細胞的激活，趨化因子和基質金屬蛋白酶的分泌，這些效應同樣出現在BV2小膠質細胞和視網膜衍生的661 W細胞的共培養細胞中。這說明，姜黃素可通過抑制rd1小鼠視網膜小膠質細胞活化來延緩視網膜變性[46]。芹菜素是一種天然產生的黃酮類化合物，具有抗炎、抗氧化等多種藥理作用。在體外培養的BV2和MG5小鼠小膠質細胞系，芹菜素可以抑制脂多糖誘導炎癥因子IL-1β、CCL2等的產生，進而抑制M1型小膠質細胞的激活[46]。而在rd1小鼠，玻璃體腔注射芹菜素可以減少小鼠視網膜炎癥趨化因子的表達，抑制小膠質細胞和Müller細胞的活化，減少視網膜外核層的變薄，對視網膜光感受器變性有較好的保護作用[46]。
4 小結與展望
多種遺傳性視網膜變性疾病動物模型證實，小膠質細胞介導的神經炎癥在變性早期可以促進神經保護和再生，但過量釋放的炎癥介質形成的慢性促炎環境又能促進組織損傷和疾病惡化。因此，小膠質細胞在視網膜退行性疾病中發揮著保護和損傷的雙重作用，治療視網膜變性的有效免疫治療方法應該是調控小膠質細胞介導的促炎反應和（或）同時增強其有益的神經保護功能。目前發現了一些有較好應用前景的調控小膠質細胞活性藥物，通過干預小膠質細胞的異常活化就可以預防或減輕神經元的死亡，并潛在地減緩視網膜退行性疾病的發生和進展，有望成為治療遺傳性視網膜變性疾病的新的選擇。
人類遺傳性視網膜變性疾病是導致不可逆致盲性眼病的主要原因之一，主要表現為視網膜細胞的進行性凋亡，最終導致視網膜結構完整性改變和功能喪失。視網膜變性最普遍和最嚴重的形式是視網膜色素變性（RP），視力喪失由視桿細胞的原發性變性引起，之后是視錐細胞的變性[1]。雖然視桿細胞變性導致視錐細胞死亡的機制并不明確，但多種RP動物模型視網膜變性早期即發現小膠質細胞的活化反應，這些活化的小膠質細胞介導的神經炎癥參與吞噬變性的視桿細胞碎片，可以促進神經保護和再生[2-3]。然而，在長期慢性激活條件下，活化的小膠質細胞在變性的視網膜中的積累，釋放過量的炎癥介質，則加重了臨近健康光感受器細胞的死亡[4-5]。這些均提示小膠質細胞調控的視網膜神經炎癥反應以及慢性促炎環境在視網膜退行性疾病中發揮關鍵作用[4]，通過干預小膠質細胞的異常活化可以預防或減輕神經元的死亡，減緩視網膜退行性疾病的發生和進展，是一種很有前途的治療方法[3,6]。現就小膠質細胞在遺傳性視網膜變性疾病中的作用以及潛在的治療前景作一綜述。
1 視網膜小膠質細胞及其功能
小膠質細胞是中樞神經系統（CNS）的固有免疫細胞，生理條件下，小膠質細胞處于靜息狀態，為大腦提供了一個高度動態和高效的監測系統，發揮免疫監視、免疫防御和修復組織的作用，是CNS免疫防御的第一道防線[4]。當腦損傷或受到炎性刺激時，靜息狀態的小膠質細胞轉化為活化狀態并遷移到受損區域，活化為阿米巴樣形態，通過吞噬來自損傷部位的細胞碎片并釋放炎癥介質進入細胞外空間，以維系CNS微環境的平衡[7-8]。活化的小膠質細胞又分為M1型和M2型兩種表型細胞，M1型小膠質細胞主要分泌腫瘤壞死因子（TNF）-α、白細胞介素（IL）-1β等促炎因子，啟動炎癥反應，具有明顯的神經毒性作用[8]。M2型小膠質細胞可分泌多種神經營養因子，及時清除大腦的有害物質，并調控抗炎因子的表達，從而修復損傷的神經元[9]。這說明小膠質細胞對CNS損傷具有雙重作用，在維持大腦神經穩態的平衡過程中，初始M2型比M1型表現強，其對傷口愈合和抗炎修復發揮重要作用；但在慢性炎癥后期，M1型占主導地位，導致神經損傷[10]。已被證實，小膠質細胞介導的慢性炎癥與多種神經退行性疾病密切相關[4,7]。
視網膜是CNS的延續，是“通往大腦的窗口”；因此，視網膜小膠質細胞同樣在視網膜生理病理過程中發揮重要作用[3]。研究表明，幾乎所有視網膜疾病都伴有小膠質細胞活化，其活化程度是多因素視網膜病變的主要標志[2]。小膠質細胞能被刺激實現巨噬細胞功能，并與其他神經膠質細胞和神經元相互作用，在維持視網膜正常結構和功能方面起著積極的作用[11]。小膠質細胞和其他視網膜細胞之間的相互作用是通過小膠質細胞膜表面特異性受體來實現的，這些受體是組織穩態的關鍵調節因子，可以限制健康視網膜中不必要的小膠質細胞激活[12]。CX3CL1（Fractalkine）是小膠質細胞活化的主要調節因子，主要與小膠質細胞的特異性受體CX3CR1結合，實現對小膠質細胞的調控[12]。研究證明，CX3CL1-CX3CR1在大腦和視網膜中具有免疫調節和神經保護作用[12]。如rd10視網膜變性小鼠中CX3CR1的缺失增強了小膠質細胞的激活和浸潤，并伴隨著光感受器死亡的增加，而外源性補充CX3CL1可以顯著減緩光感受器死亡的速度[13]。其他如CD200R、轉運蛋白（TSPO）等都可與神經元相應的細胞因子結合，從而調節視網膜小膠質細胞的激活[14-15]。
小膠質細胞與Müller細胞的交互作用在維持視網膜功能中也起著重要的作用。小膠質細胞在健康和疾病狀態下均可與Müller細胞發生雙向信號傳導，這種雙向通信可以作為神經元-小膠質細胞交互作用的介質[16]。在光損傷誘導的視網膜變性小鼠模型，早期即出現小膠質細胞活化并向外層視網膜遷移，釋放多種細胞因子，對光感受器細胞具有保護作用，但光感受器本身不表達它們的受體[2]。隨后證實，小膠質細胞主要通過與Müller細胞相互作用，誘導或抑制次生因子如腦源性神經營養因子的釋放，它們可以直接作用于光感受器，并在視網膜應激條件下介導光感受器存活或凋亡[17]。同時，小膠質細胞-Müller細胞還通過TSPO信號軸進行信號傳導，其中Müller細胞釋放TSPO的內源性配體地西泮結合抑制蛋白（DBI），結合TSPO并抑制視網膜病理過程中的小膠質細胞激活[18]。
同CNS一樣，小膠質細胞對視網膜損傷起“雙刃劍”作用。一方面活化的小膠質細胞可以遷移至病灶區，吞噬細胞碎片、清除致病因子，利于神經元修復和再生；另一方面，過度激活的小膠質細胞，會損傷并吞噬周圍正常神經元，促進疾病的發展[3]。同時，小膠質細胞還能產生大量的促炎因子如TNF-α、IL-1β等，這些炎癥反應最初具有神經保護作用，但隨著炎癥反應的進展和不受控制的小膠質細胞活化，則會使神經元因過度炎癥而受損，最終導致視網膜神經元損傷和疾病惡化[5-6]。
2 小膠質細胞與遺傳性視網膜變性疾病
小膠質細胞的行為在小鼠遺傳性視網膜病變模型中的作用得到了廣泛研究，已經證明視網膜小膠質細胞改變其形態，激活并在視網膜內遷移[19-21]。與許多神經退行性疾病一樣，小鼠遺傳性視網膜病變模型中的小膠質細胞行為和視網膜神經炎癥反應密切相關[21]。激活的小膠質細胞具有雙重作用：神經保護或神經破壞。
Rashid等[2]首先在rd1小鼠模型中觀察到，在光感受器凋亡的過程中伴有小膠質細胞的活化、遷移和吞噬。rd1小鼠是最早發現的RP動物模型，組織學檢查顯示rd1小鼠出生后10 d光感受器細胞開始快速凋亡，到6周時光感受器細胞幾乎完全消失。小膠質細胞存在于光感受器的外核層中，在出生后10 d，它們表現出高度增生能力，且主要存在于持續視桿細胞死亡的區域，這種與光感受器細胞死亡的時空模式的一致性分布，意味著小膠質細胞與光感受器變性過程密切相關。這些活化的小膠質細胞出現在視網膜下區域時，是含有視紫紅質陽性細胞質包裹體的大型阿米巴樣吞噬細胞，其偽足常可見。這些腫脹的浸潤性小膠質細胞已被證明分泌高水平的TNF-α、CC趨化因子配體（CCL）2和CCL5，加重了正在進行的光感受器死亡[2]。
表達CCL2、CCL5和TNF-α的反應小膠質細胞也存在于rd10小鼠中[22]。rd10小鼠視網膜變性的發生速度較rd1小鼠慢。光感受器變性集中在出生后18～25 d，21 d達到峰值，5周時視桿細胞基本消失，但到出生后60 d，內核層和神經節細胞層的厚度仍未受到影響。從出生后16 d開始，視網膜電圖a波和b波振幅逐漸下降，2個月齡時基本消失。有趣的是，rd10小鼠的小膠質細胞激活在神經變性開始前已經明顯[23]。激活的小膠質細胞向退化的光感受器遷移，轉化為含有多個吞噬體的阿米巴樣細胞，產生大量的促炎細胞因子IL-1β，并加速光感受器凋亡[23]。同時，反應性視網膜小膠質細胞對應激但存活的光感受器也進行吞噬，加重神經元的死亡和疾病的嚴重程度，這些均提示小膠質細胞參與誘導視網膜退行性病變[24]。
除了rd1和rd10視網膜變性小鼠模型外，rd7和rd8小鼠也表現出廣泛的小膠質細胞活化[25]。在rd7小鼠，視網膜變性是由于Nr2e3基因的自發突變而發生的，在光感受器的內外核層異常折疊區域發現了反應性小膠質細胞。這些小膠質細胞吞噬光感受器和視網膜色素上皮（RPE）層之間的大量碎片，導致溶酶體的積累[3]。激活的含溶酶體小膠質細胞分泌大量IL-1β、IL-6和TNF-α，從而加速視網膜變性[3]。Crb1基因突變的rd8小鼠表現為RPE局灶性萎縮、光感受器變性和視網膜下小膠質細胞積聚。與年齡匹配的野生型小鼠相比，rd8小鼠視網膜促炎標記物CD16、MHC-Ⅱ和誘生型一氧化氮合酶陽性的小膠質細胞數量增加，這種反應性小膠質細胞增加與視網膜光感受器的內外核層異常折疊區域緊密相關。同時，這些積累的小膠質細胞過度表達補體C3、CFB和促炎因子TNF-α、核因子κB（NF-κB），加速rd8小鼠視網膜退行性病變的發展[26]。
一些其他類型的遺傳性視網膜變性小鼠模型，也發現小膠質細胞活化。在Fam161a基因缺陷視網膜變性小鼠模型中，小膠質細胞向較大的阿米巴樣細胞轉化并增生，呈高度活化狀態，特別是在視網膜變性的早期和中期[20]。有趣的是，在小鼠7個月，當大多數光感受器細胞丟失時，小膠質細胞顯示出一種中間表型，具有反復出現的分支和擴大的細胞體。因此，反應性小膠質細胞在視網膜變性高峰后重新活化[3]。同樣在Rs1h-/Y基因缺陷的X連鎖遺傳視網膜變性模型，在小鼠出生后15 d發生顯著的光感受器凋亡之前，小膠質細胞在出生后11 d時已經顯著上調，小膠質細胞向外層視網膜遷移同時伴有早期生長反應蛋白1（EGR1）表達上調[27]。由于EGR1表達與睫狀神經營養因子和膠質細胞衍生神經營養因子的表達一致，因此EGR1的激活可能代表一種保護性免疫機制[3]。同樣，在N-甲基-N-亞硝脲（MNU）注射誘導的視網膜變性疾病小鼠模型，也觀察到視網膜小膠質細胞形態學變化并伴有CX3CR1的表達上調，且發現Müller細胞CX3CL1分泌同時增加，說明在MNU誘導的視網膜變性過程中，Müller細胞可通過增加CX3CL1的分泌，促進視網膜小膠質細胞的遷移，誘導小膠質細胞活化[28]。
同樣地，在與遺傳性視網膜變性密切相關的脯氨酸-23-組氨酸視紫紅質突變（P23H）和皇家外科學院（RCS）大鼠模型，也發現了小膠質細胞的活化和遷移[19]。從P23H-1大鼠出生后15 d和RCS大鼠出生后21 d開始，小膠質細胞發生形態變化并被激活，小膠質細胞侵入視網膜外層。在P23H-1大鼠出生后21 d和RCS大鼠出生后45 d時，其外核層和光感受器盤膜外段的小膠質細胞數量顯著增加。進一步研究發現，這種小膠質細胞的數量增加，除視網膜內遷移外，也是因小膠質細胞的細胞分裂增生[29]。
從這些研究中發現，在遺傳性視網膜變性動物模型中，小膠質細胞的激活發生在光感受器變性開始之前或同時發生，激活的小膠質細胞遷移到視網膜外層，吞噬垂死的光感受器，消除細胞碎片，還可能通過最終吞噬應激但仍然可存活的光感受器而加速其死亡。同時在失去絕大多數光感受器前，這些模型動物視網膜外層也存在小膠質細胞增生，但視網膜小膠質細胞到達視網膜外層，啟動早期小膠質細胞反應和吸引小膠質細胞到視網膜外層的信號尚不完全清楚[21]。CCL2在各種視網膜變性模型中高度表達，這意味著這種趨化因子在視網膜免疫調節中的特殊作用[2-3]。ccr2-/-rd10小鼠出生后25 d時陽性反應小膠質細胞的數量顯著減少，表明CCR2/CCL2信號通路在動員小膠質細胞進入退化的光感受器層中起著至關重要的作用。在視網膜變性的初始階段，CCL2-CCR2軸的上調是觸發小膠質細胞激活的必要條件[30]。同時，在Abca4-/-/Rdh8-/-
3 調節小膠質細胞活性治療遺傳性視網膜變性疾病
由于小膠質細胞介導的炎癥反應在視網膜退行性疾病的發生和進展中起著至關重要的作用，目前發現一些有較好應用前景的調節小膠質細胞活性藥物，可以改善模型動物視網膜病變的疾病結局，有望成為治療遺傳性視網膜變性疾病的新的選擇[2]。
3.1 DBI
TSPO是一種表達在小膠質細胞上的線粒體蛋白，DBI則是TSPO的內源性配體[15]。在視網膜炎癥和疾病期間，TSPO隨反應性小膠質細胞遷移過程明顯上調，且這種誘導性表達上調準確地反應了視網膜炎癥的程度和持續時間[18]。隨著視網膜炎癥過程中小膠質細胞活化及TSPO的表達上調，星形膠質細胞和Müller細胞也上調了作為TSPO配體的DBI的產生和分泌。然后，DBI被小膠質細胞吸收并與TSPO結合，這有助于限制小膠質細胞炎癥反應，促進活化小膠質細胞恢復至靜息狀態[18]。Scholz等[32]利用合成的高特異性TSPO配體XBD173（emapunil）測定其對光誘導視網膜變性小鼠模型視網膜小膠質細胞活性的影響,發現XBD173可以明顯抑制阿米巴樣小膠質細胞在外層視網膜中的積累。XBD173同時有效地抑制了小膠質細胞中促炎標志物的表達，降低了小膠質細胞對培養的光感受器細胞的神經毒性[3]。這表明TSPO不僅高表達于反應型視網膜小膠質細胞中，也是控制其活性的重要靶點，TSPO可以作為視網膜膠質細胞活化的潛在標志。TSPO-DBI信號還在小膠質細胞和Müller細胞間發揮橋梁作用，有望成為調節視網膜變性疾病早期慢性神經炎癥的重要靶點[33]。
3.2 米諾環素（Minocycline）
米諾環素是一種高度親脂、半合成四環素衍生物，已有研究證實其具有較好的抗凋亡、抗菌、抗炎效果，對急慢性神經退行性疾病動物模型有較好的神經保護作用[34]。米諾環素可以通過調節Toll樣受體（TLR）2和TLR4信號以及幾種絲裂原活化蛋白激酶級聯信號通路（MAPKs）來抑制多種炎癥刺激誘導的小膠質細胞激活[35]。NF-κB是細胞內重要的核轉錄因子，在炎癥反應、免疫應答等過程中起到關鍵性作用，κB抑制蛋白（IκB-α）可以抑制NF-κB的活性，而米諾環素也可以通過阻止IκB-α的降解而抑制NF-κB轉錄活性而抑制M1型小膠質細胞激活[36]。與其抗炎特性一致，米諾環素在視網膜疾病中的益處已在幾種實驗模型中得到證實[37-38]。在光誘導的視網膜變性小鼠模型中，米諾環素有效地抑制視網膜下間隙的反應性阿米巴樣小膠質細胞的積累，顯著抑制光感受器凋亡，保護視網膜結構[37]。在rd10小鼠以及RCS、P23H-1大鼠模型中，米諾環素治療可顯著減少小膠質細胞介導的光感受器凋亡，改善視網膜結構和功能，其潛在機制可能通過其抗凋亡特性或其抗炎（抗吞噬）效應[19，38]。值得注意的是，在炎癥性視網膜疾病相關臨床研究中，口服米諾環素顯示較好的臨床療效。口服米諾環素治療可降低糖尿病黃斑水腫患者視網膜異常血管通透性和滲漏，同時提高視力[39]。而長期服用米諾環素治療可以改善RP患者的視野進行性損害[40]。這些發現證明了米諾環素的廣泛免疫調節和神經保護作用，為應用米諾環素作為免疫治療視網膜病變提供了基礎[37]。
3.3 其他
微小RNA（miRNA）是一種廣泛應用存在于真核生物體內具有調控功能的非編碼單鏈RNA，研究發現miR-204對視網膜功能至關重要，并對遺傳性視網膜疾病具有潛在的治療作用[41]。用腺相關病毒（AAV）載體攜帶miR-204前體注射到顯性RP小鼠（RHO-P347S）模型中，miR-204可以減少光感受器凋亡，保留視網膜功能，這種保護作用主要是通過下調小膠質細胞的激活實現的[41]。轉化生長因子（TGF）-β是一種重要的抗炎細胞因子，以AAV為載體攜帶TGF-β的亞型TGF-β1也可以通過抑制小膠質細胞活化，并挽救不同基因突變RP小鼠（rd1、rd10、C3H小鼠）的光感受器變性，保護視網膜功能[42]。TGF-β1通過一種依賴于小膠質細胞的作用途徑，對光感受器變性以及其他形式的視網膜退行性變患者受益[42]。
顆粒蛋白前體（PGRN）是一種多種細胞類型表達的多功能生長因子，包括CNS的神經元和小膠質細胞，其通過促進軸突生長和細胞存活而發揮神經保護作用[43]。最近發現，PGRN及其裂解產物顆粒蛋白對光暴露的小鼠光感受器細胞凋亡有保護作用。在光暴露后48 h，顆粒蛋白、巨噬細胞和小膠質細胞標記物Iba-1的表達水平顯著增加，且顆粒蛋白和Iba-1雙陽性細胞主要積累在外核層，這是光感受器細胞的主要位置，因此PGRN及其裂解產物顆粒蛋白的視網膜保護作用可能與抑制小膠質細胞的活化有關[43]。阿爾法-1抗胰蛋白酶（AAT）是一種新型免疫調節劑。在rd1小鼠模型中AAT表達減少，補充AAT對視網膜變性有一定的保護作用，且AAT能夠促進視網膜小膠質細胞由MI型向M2型轉化，說明AAT能調節小膠質細胞介導的神經炎癥，改變視網膜變性的進程，這可能與抑制了STAT1信號通路有關[44]。
一些中藥有效成分也發現可以通過抑制小膠質細胞活化而延緩視網膜退行性病變的進展。姜黃素是一種二酮類化合物，具有較好的抗炎、神經保護作用[45]。姜黃素治療14 d可以顯著減少rd1小鼠視網膜凋亡細胞數量，抑制視網膜小膠質細胞的激活，趨化因子和基質金屬蛋白酶的分泌，這些效應同樣出現在BV2小膠質細胞和視網膜衍生的661 W細胞的共培養細胞中。這說明，姜黃素可通過抑制rd1小鼠視網膜小膠質細胞活化來延緩視網膜變性[46]。芹菜素是一種天然產生的黃酮類化合物，具有抗炎、抗氧化等多種藥理作用。在體外培養的BV2和MG5小鼠小膠質細胞系，芹菜素可以抑制脂多糖誘導炎癥因子IL-1β、CCL2等的產生，進而抑制M1型小膠質細胞的激活[46]。而在rd1小鼠，玻璃體腔注射芹菜素可以減少小鼠視網膜炎癥趨化因子的表達，抑制小膠質細胞和Müller細胞的活化，減少視網膜外核層的變薄，對視網膜光感受器變性有較好的保護作用[46]。
4 小結與展望
多種遺傳性視網膜變性疾病動物模型證實，小膠質細胞介導的神經炎癥在變性早期可以促進神經保護和再生，但過量釋放的炎癥介質形成的慢性促炎環境又能促進組織損傷和疾病惡化。因此，小膠質細胞在視網膜退行性疾病中發揮著保護和損傷的雙重作用，治療視網膜變性的有效免疫治療方法應該是調控小膠質細胞介導的促炎反應和（或）同時增強其有益的神經保護功能。目前發現了一些有較好應用前景的調控小膠質細胞活性藥物，通過干預小膠質細胞的異常活化就可以預防或減輕神經元的死亡，并潛在地減緩視網膜退行性疾病的發生和進展，有望成為治療遺傳性視網膜變性疾病的新的選擇。