雌激素通過與雌激素受體(ER)結合而發揮生理功能, ER亞型和特異性激動劑和拮抗劑的研究進展為進一步認識雌激素作用機制提供了可能。雌激素可能通過對視網膜血管內皮細胞、色素上皮細胞、神經節細胞、光感受器細胞和Müller細胞等主要視網膜細胞功能的影響, 改善血視網膜屏障、保護視網膜光感受器細胞、視神經, 減輕氧化應激反應對視網膜色素上皮細胞損害。詳盡研究ER各亞型在視網膜主要細胞的分布及特異性激動劑和拮抗劑對這些細胞的作用將為眼底病的防治開拓一個新的領域。
引用本文： 張紅兵, 張仙嬌, 汪耀, 王亮. 雌激素對視網膜主要細胞功能的影響. 中華眼底病雜志, 2015, 31(3): 314-317. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2015.03.030 復制
雌激素除了作為性激素發揮相應功能之外，還影響骨骼、心血管及神經系統的結構和功能；對早產兒視網膜病變、老年性黃斑變性、葡萄膜炎和視網膜靜脈阻塞等眼底疾病的發生發展也具有重要影響[1]。雌激素通過與雌激素受體(ER)結合而發揮生理功能；ER亞型和特異性激動劑和拮抗劑的研究近年獲得了很大進展。雌激素對視網膜血管內皮細胞、視網膜色素上皮(RPE)細胞、視網膜神經節細胞(RGC)、光感受器細胞和Müller細胞等主要視網膜細胞功能均有一定影響，現將相關研究綜述如下。
1 ER及其激動劑和拮抗劑
雌激素與ER結合后，通過基因和非基因兩個途徑發揮作用。基因途徑是雌激素與ER結合后進入細胞核，與DNA上的雌激素反應元件(ERE)結合，發揮轉錄調控作用；非基因途徑是雌激素與質膜ER結合后，通過激活多種蛋白激酶發揮快速調控作用[2, 3]。目前發現的ER主要有ERα、ERβ、G蛋白藕聯ER(GPER)、G蛋白有關的雌激素膜受體(Gq-mER)和ER-X。
ERα分布于細胞漿和質膜，雌激素與細胞漿ERα結合后進入細胞核，與DNA上ERE結合后發揮轉錄調控作用；與質膜ERα結合后，通過質膜上G蛋白激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和蛋白激酶C，快速調節細胞內信號傳導[4, 5]。ERα包括ERα66、ERα46和ERα36共3種亞型。ERα66是野生型受體，ERα46和ERα36是編碼ERα66外顯子的部分表達。ERα66在細胞漿和質膜均有分布，雌激素與ERα66結合后通過基因和非基因途徑，發揮抗炎、調控血管內皮細胞再生、一氧化氮釋放和血管生成等作用[6, 7]。ERα36主要位于質膜，有雌激素配體結合域和DNA結合域，沒有轉錄啟動域激活功能，因此沒有內在轉錄活性，主要參與雌激素非基因性信號傳導，對ERα和ERβ的轉錄活性有抑制作用，并與乳腺癌對內分泌療法的抵抗性有關[8, 9]。ERα46可以與ERβ和ERα形成異二聚體，與ERE的親和力高于ERα同二聚體[10]。17β雌二醇促進巨噬細胞ERα46表達抑制趨化因子配體8表達[11]。ERα46通過抑制ERα66的第一激動功能區活性抑制乳腺癌腫瘤細胞增生[12]。血管內皮細胞質膜的ERα可能以ERα46形式存在，并通過c-Src-磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B途徑快速激活血管內皮細胞一氧化氮合成酶[13, 14]。
ERβ具有抑制細胞增生和促進細胞凋亡的作用，目前共發現5個亞型。ERβ1是野生型受體，ERβ2~5是編碼ERβ1外顯子的部分表達。ERβ2與雌二醇的結合力低于ERβ1和ERα，但是結合后可以激活轉錄反應；ERβ2可與ERβ1、ERβ2和ERα結合形成二聚體，不能與配體和其他激活子結合，不具有轉錄活性，從而降低其他受體的作用；ERβ3主要存在于睪丸組織，可與其他ERβ亞型和ERα形成與DNA結合的異或同二聚體；ERβ1~3之間及其與ERα亞型之間可以形成與DNA結合的異二聚體和同二聚體[15, 16]。ERβ4和ERβ5可以與DNA上啟動子序列結合但是不與雌激素結合，發揮獨特的轉錄活性。ERα可以與ERβ5形成異二聚體并抑制其轉錄活性，但是對ERβ4則沒有這種抑制作用[17]。ERβ5多肽的C-末端被修剪后缺失了第二激動功能區核心結構域，與DNA結合能力顯著降低，但是能顯著抑制ERα激活后的轉錄活性[18]。
GPER曾被稱為G蛋白偶聯受體(GPR)30，屬于質膜GPR，是近年發現的位于細胞膜和內質網膜的新ER。GPER可被ERα和ERβ激動劑、拮抗劑ICI182780和調節劑Tamoxifen激活，有特異性激動劑G1和拮抗劑G15，可快速促進細胞內Ca離子和環磷酸腺苷(cAMP)濃度顯著升高，以及MAPK/細胞外信號調節激酶(ERK)等信號通路激活[19-21]。最近發現GPER不僅在雌激素促進腫瘤細胞增生方面發揮重要作用，還在雌激素調控血管再生和生理功能方面發揮重要作用，如抑制血管收縮、調節血管緊張性和減輕心肌缺血再灌注損傷[20, 21]。
Gq-mER是另一種膜ER，主要位于豚鼠和小鼠的下丘腦神經元。其激動后不但可以快速激活蛋白激酶C，還可以調控與神經細胞興奮性、信號傳導和能量代謝有關基因的轉錄，對下丘腦γ-氨基丁酸、阿黑皮素原和多巴胺神經元的活動產生明顯作用，特異性激動劑為STX[22, 23]。
ER-X與ERα、ERβ不同，主要位于出生后不久的腦組織和子宮細胞質膜上小窩樣微區域，能夠快速持續的磷酸化并激活MAPK/ERK信號途徑，對神經細胞的生存和分化具有重要作用[24, 25]。但目前有關ER-X的后續研究報道較少。
目前有關雌激素研究常用17β-雌二醇作為ER激動劑，用Tamoxifen或ICI182780作為ER拮抗劑，但17β雌二醇對ERα和ERβ都具有激動作用，很難區分哪個受體發揮主導作用[26, 27]。Tamoxifen嚴格意義上屬于ER調節劑(SERMs)，因為它在一些組織中發揮ER拮抗作用，而在另外一些組織中則發揮ER激動作用[28, 29]。其在視網膜中究竟發揮ER拮抗還是激動作用目前尚不清楚。ICI182780是最常用的ER拮抗劑，對ERα和ERβ都有拮抗作用，因此在區分雌激素ER亞型的作用時尚有困難[29, 30]。Propylpyrazoletriol(PPT)和diarylpropionitrile (DPN)是ERα、ERβ的特異性激動劑。PPT與ERα的親和力較其與ERβ的親和力大400倍，而DPN與ERβ有極高的親和力[29]，但它們在眼底病研究中的應用還不多。如estrogen-dendrimer conjugates(EDC)和E2-conjugated bovine serum albumin(E2-BSA)作為大分子ER激動劑，只作用于膜ER，不能進入細胞內與細胞漿ER結合，能夠區分雌激素通過質膜或細胞漿ER發揮作用。雌激素通過膜ER和磷脂酰肌醇3激酶途徑和細胞漿ER基因途徑，分別調控大鼠垂體前葉的一氧化氮水平[31]。E2-BSA通過與膜ERα結合調控蛋白小凹-1，促進內皮祖細胞增生[32]。這些結果為研究雌激素非基因途徑作用提供了幫助。
由于雌激素可導致深靜脈血栓、肺動脈栓塞、急性心肌梗死、腦血管意外、乳腺和子宮癌變等并發癥，開發研究ER各個亞型親和力高的雌激素類合成藥物，在有效發揮雌激素作用的同時不對機體其他組織產生副作用可能是今后的研究重點。這方面目前的研究進展有：(1)ERα特異性激動劑PPT和ERβ的特異性激動劑DPN和GTx-822[23, 29]；(2)EDC、E2-BSA等ER大分子激動劑便于認識膜ER的作用[31, 33]；(3)ERβ受體激動劑(β-LGND2)、ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10等無性激素活性的雌激素合成物[32, 34]。
2 雌激素對視網膜主要細胞功能的影響
Ma等[35]發現，低氧條件下牛視網膜血管內皮細胞的血管內皮生長因子(VEGF)和低氧誘導因子-1α(HIF-1α)基因表達增加，VEGF、HIF-1αmRNA和蛋白表達水平呈正相關；正常氧條件下17β雌二醇促進VEGF mRNA表達呈劑量依賴性，而HIF-1α的mRNA表達沒有顯著變化；低氧條件下17β雌二醇減少VEGF和HIF-1α基因的翻譯和表達呈劑量和時間依賴性。Parvathaneni等[36]發現，17β-雌二醇與ERβ結合后，通過PI3K和MAPK途徑調控色素上皮源性生長因子(PEDF)表達，促進恒河猴脈絡膜視網膜血管內皮細胞生長。Giddabasappa等[34]發現，無雌激素活性的β-LGND2能夠抑制高氧和低氧條件下人視網膜微血管內皮細胞死亡，促進視網膜血管正常發育，抑制新生血管生成。這些研究結果提示這類藥物可能用于治療視網膜新生血管性疾病。
Giddabasappa等[37, 38]發現，人RPE細胞株ARPE-19上有ERα和ERβ分布，17β雌二醇通過ERβ減輕叔丁基氫氧化物和H2O2誘導ARPE-19的氧化應激反應，減少ARPE-19內活性氧(ROS)生成和線粒體去極化，減少ARPE-19凋亡；ERβ激動劑GTx-822，通過促進抗氧化基因GPx-2和HO-1表達，以及ERK1/2、PI3K和Bad磷酸化，減輕氧化應激誘導ARPE-19凋亡。Yu等[39]發現，17β雌二醇通過調控RPE基因表達減輕H2O2對RPE的損害，其中表達上調的基因主要包括半胱氨酸蛋白酶、細胞外基質蛋白、代謝途徑成分、三磷酸鳥苷/二磷酸鳥苷轉換成分、G-蛋白三磷酸鳥苷酶的活性調節成分、轉錄的激活和抑制因子等，表達下調的基因包括RPE凋亡相關蛋白的基因。提示雌激素對與氧化應激有關的視網膜病變可能有防治作用。Paimela等[40, 41]發現，17β雌二醇可能通過抑制核因子κB(NF-κB)與DNA結合和非基因途徑，減少脂多糖誘導ARPE-19分泌白細胞介素6，抑制炎癥反應。提示雌激素對視網膜炎癥性疾病也可能有改善作用。Elliot等[42]發現，17β雌二醇通過ERβ調控基質金屬蛋白酶(MMP)-2、MMP抑制劑(TIMP)-2和MMP-14三分子復合體生成，促進小鼠RPE外基質代謝。Kimura等[43]發現，17β雌二醇通過抑制MMP釋放、α平滑肌肌動蛋白表達和纖維連接蛋白分泌等作用抑制RPE的收縮。Cho等[44]和Kim等[45]發現，它莫西芬促進ARPE-19的自噬和凋亡。提示雌激素對RPE的功能也有調控作用。
Kaja等[46]發現，雌激素能夠減輕成年雌性大鼠缺血性視網膜病變中RGC突觸連接的早期改變和繼發的細胞凋亡。Kumar等[34]研究無性激素活性的3個雌激素合成物ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10的作用時發現，ZYC-1與ER結合力與17β雌二醇類似，ZYC-10與ER結合力弱于17β雌二醇，ZYC-3與ER無結合力；大鼠視網膜RGC-5上ERα分布顯著，而ERβ很少；谷氨酸促使培養的50%~60%RGC-5死亡，17β雌二醇和ZYC-1、ZYC-3、ZYC-10能夠明顯抑制這種作用，效力為ZYC-3＞ZYC-1＞ZYC-10，ICI 182780不能逆轉這些合成雌激素的神經保護作用。提示它們可能不通過經典ER保護視神經。Nakazawa等[47]發現，17β雌二醇能夠通過ERK-c-Fos途徑，保護切斷視神經的成年去勢雌性大鼠RGC死亡。Hayashi等[48]發現，17β雌二醇與ER結合后，通過磷酸化ERK，減輕N-甲基-D-天冬氨酸對RGC的毒性。Zhou等[49]發現，17β雌二醇與ER結合后，通過蛋白激酶B /cAMP反應元件結合蛋白/硫氧還原蛋白-1和MAPK/NF-κB途徑，減少青光眼模型DBA/2J小鼠RGC凋亡。Russo等[50]發現，17β雌二醇通過ER減少谷氨酸生成，減輕高眼壓導致RGC細胞死亡。Kitaoka等[51]發現，視神經軸突中有大量硫氧化還原蛋白-1，玻璃體內注射腫瘤壞死因子(TNF)后視神經內硫氧化還原蛋白-1含量明顯降低，RGC變性死亡增多，17β雌二醇能夠明顯逆轉TNF減少RGC內硫氧化還原蛋白-1這種作用，保護視神經和軸突。Koseki等[52]發現，谷氨酸和丁硫堇能夠降低RGC-5細胞中14-3-3 zeta蛋白總量和磷酸化水平，促進RGC-5死亡，17β雌二醇雖然不能抑制RGC-5中14-3-3 zeta蛋白總量降低，但是可以抑制其磷酸化水平降低，減少RGC-5死亡。Giordano等[53]發現，Leber遺傳性視神經病變雜交細胞產生過多活性氧，其線粒體呈超分散形態并且膜電位下降，細胞凋亡速率增加，17β雌二醇通過激活超氧化物歧化酶和促進線粒體生物合成，顯著抑制這些病理變化，ICI182780能夠顯著逆轉17β雌二醇這種作用。這可能是Leber遺傳性視神經病變多發于男性的原因，同時說明雌激素類藥物可能用于防治該病。Hao等[54]發現，17β雌二醇通過穩定線粒體膜電位、減少細胞內ROS生成、上調B細胞淋巴瘤/白血病-2基因(bcl-2)表達、下調bcl-2相關X蛋白表達和減少細胞色素C生成，減少高糖誘導的RGC-5凋亡，而它莫昔芬逆轉了雌激素這種作用。這些研究結果說明雌激素可能通過多種途徑對RGC發揮保護作用。
Dykens等[55]發現，眼內注射無性激素活性的雌激素合成物MITO-4565，對S334ter轉基因視網膜色素變性小鼠模型的光感受器細胞具有保護作用。Yamashita等[56]發現，DR動物模型中，去勢雌性大鼠視網膜電圖中視錐細胞振幅值顯著低于未去勢雌性大鼠。Nixon和Simpkins[57]發現，17β-雌二醇及合成雌激素能夠減輕谷氨酸對光感受器細胞的損傷，這種作用可能是通過雌激素膜受體mER或GPR30，并非通過經典ERα和ERβ發生。鋅指蛋白是真核細胞內最常見的調節因子，其亞型ZBED4在視網膜視錐細胞和Müller細胞內有顯著表達，并與ERα相互作用，雌激素可能通過該受體調節視錐細胞的功能[58, 59]。
Müller細胞是視網膜大膠質細胞，主要負責視網膜神經元細胞生存、信息加工和處理代謝產物。17β雌二醇通過調控雌激素反應基因血小板反應素1、促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶3、性別決定區Y-框11和PEDF表達，抑制H2O2誘導Müller細胞凋亡，增加Müller細胞生存能力[60]。此外，雌激素可能通過ERα調控ZBED4，從而調節Müller細胞的功能[58, 59]。提示雌激素對Müller細胞的功能也有調節作用。
3 展望
雌激素在早產兒視網膜病變、老年性黃斑變性、葡萄膜炎和視網膜靜脈阻塞等常見眼底疾病的作用已有較多報道[1]，上述基礎研究進一步證實雌激素對視網膜血管內皮細胞、RPE細胞、RGC、Müller細胞和光感受器細胞具有保護作用，詳盡研究ER各個亞型在視網膜不同細胞的表達和分布，并用選擇性強的ER亞型激動劑來研究雌激素對視網膜細胞的作用機制，進而推廣到相關的視網膜病變研究當中，將為眼底病的防治開拓一個新的領域。
雌激素除了作為性激素發揮相應功能之外，還影響骨骼、心血管及神經系統的結構和功能；對早產兒視網膜病變、老年性黃斑變性、葡萄膜炎和視網膜靜脈阻塞等眼底疾病的發生發展也具有重要影響[1]。雌激素通過與雌激素受體(ER)結合而發揮生理功能；ER亞型和特異性激動劑和拮抗劑的研究近年獲得了很大進展。雌激素對視網膜血管內皮細胞、視網膜色素上皮(RPE)細胞、視網膜神經節細胞(RGC)、光感受器細胞和Müller細胞等主要視網膜細胞功能均有一定影響，現將相關研究綜述如下。
1 ER及其激動劑和拮抗劑
雌激素與ER結合后，通過基因和非基因兩個途徑發揮作用。基因途徑是雌激素與ER結合后進入細胞核，與DNA上的雌激素反應元件(ERE)結合，發揮轉錄調控作用；非基因途徑是雌激素與質膜ER結合后，通過激活多種蛋白激酶發揮快速調控作用[2, 3]。目前發現的ER主要有ERα、ERβ、G蛋白藕聯ER(GPER)、G蛋白有關的雌激素膜受體(Gq-mER)和ER-X。
ERα分布于細胞漿和質膜，雌激素與細胞漿ERα結合后進入細胞核，與DNA上ERE結合后發揮轉錄調控作用；與質膜ERα結合后，通過質膜上G蛋白激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)和蛋白激酶C，快速調節細胞內信號傳導[4, 5]。ERα包括ERα66、ERα46和ERα36共3種亞型。ERα66是野生型受體，ERα46和ERα36是編碼ERα66外顯子的部分表達。ERα66在細胞漿和質膜均有分布，雌激素與ERα66結合后通過基因和非基因途徑，發揮抗炎、調控血管內皮細胞再生、一氧化氮釋放和血管生成等作用[6, 7]。ERα36主要位于質膜，有雌激素配體結合域和DNA結合域，沒有轉錄啟動域激活功能，因此沒有內在轉錄活性，主要參與雌激素非基因性信號傳導，對ERα和ERβ的轉錄活性有抑制作用，并與乳腺癌對內分泌療法的抵抗性有關[8, 9]。ERα46可以與ERβ和ERα形成異二聚體，與ERE的親和力高于ERα同二聚體[10]。17β雌二醇促進巨噬細胞ERα46表達抑制趨化因子配體8表達[11]。ERα46通過抑制ERα66的第一激動功能區活性抑制乳腺癌腫瘤細胞增生[12]。血管內皮細胞質膜的ERα可能以ERα46形式存在，并通過c-Src-磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B途徑快速激活血管內皮細胞一氧化氮合成酶[13, 14]。
ERβ具有抑制細胞增生和促進細胞凋亡的作用，目前共發現5個亞型。ERβ1是野生型受體，ERβ2~5是編碼ERβ1外顯子的部分表達。ERβ2與雌二醇的結合力低于ERβ1和ERα，但是結合后可以激活轉錄反應；ERβ2可與ERβ1、ERβ2和ERα結合形成二聚體，不能與配體和其他激活子結合，不具有轉錄活性，從而降低其他受體的作用；ERβ3主要存在于睪丸組織，可與其他ERβ亞型和ERα形成與DNA結合的異或同二聚體；ERβ1~3之間及其與ERα亞型之間可以形成與DNA結合的異二聚體和同二聚體[15, 16]。ERβ4和ERβ5可以與DNA上啟動子序列結合但是不與雌激素結合，發揮獨特的轉錄活性。ERα可以與ERβ5形成異二聚體并抑制其轉錄活性，但是對ERβ4則沒有這種抑制作用[17]。ERβ5多肽的C-末端被修剪后缺失了第二激動功能區核心結構域，與DNA結合能力顯著降低，但是能顯著抑制ERα激活后的轉錄活性[18]。
GPER曾被稱為G蛋白偶聯受體(GPR)30，屬于質膜GPR，是近年發現的位于細胞膜和內質網膜的新ER。GPER可被ERα和ERβ激動劑、拮抗劑ICI182780和調節劑Tamoxifen激活，有特異性激動劑G1和拮抗劑G15，可快速促進細胞內Ca離子和環磷酸腺苷(cAMP)濃度顯著升高，以及MAPK/細胞外信號調節激酶(ERK)等信號通路激活[19-21]。最近發現GPER不僅在雌激素促進腫瘤細胞增生方面發揮重要作用，還在雌激素調控血管再生和生理功能方面發揮重要作用，如抑制血管收縮、調節血管緊張性和減輕心肌缺血再灌注損傷[20, 21]。
Gq-mER是另一種膜ER，主要位于豚鼠和小鼠的下丘腦神經元。其激動后不但可以快速激活蛋白激酶C，還可以調控與神經細胞興奮性、信號傳導和能量代謝有關基因的轉錄，對下丘腦γ-氨基丁酸、阿黑皮素原和多巴胺神經元的活動產生明顯作用，特異性激動劑為STX[22, 23]。
ER-X與ERα、ERβ不同，主要位于出生后不久的腦組織和子宮細胞質膜上小窩樣微區域，能夠快速持續的磷酸化并激活MAPK/ERK信號途徑，對神經細胞的生存和分化具有重要作用[24, 25]。但目前有關ER-X的后續研究報道較少。
目前有關雌激素研究常用17β-雌二醇作為ER激動劑，用Tamoxifen或ICI182780作為ER拮抗劑，但17β雌二醇對ERα和ERβ都具有激動作用，很難區分哪個受體發揮主導作用[26, 27]。Tamoxifen嚴格意義上屬于ER調節劑(SERMs)，因為它在一些組織中發揮ER拮抗作用，而在另外一些組織中則發揮ER激動作用[28, 29]。其在視網膜中究竟發揮ER拮抗還是激動作用目前尚不清楚。ICI182780是最常用的ER拮抗劑，對ERα和ERβ都有拮抗作用，因此在區分雌激素ER亞型的作用時尚有困難[29, 30]。Propylpyrazoletriol(PPT)和diarylpropionitrile (DPN)是ERα、ERβ的特異性激動劑。PPT與ERα的親和力較其與ERβ的親和力大400倍，而DPN與ERβ有極高的親和力[29]，但它們在眼底病研究中的應用還不多。如estrogen-dendrimer conjugates(EDC)和E2-conjugated bovine serum albumin(E2-BSA)作為大分子ER激動劑，只作用于膜ER，不能進入細胞內與細胞漿ER結合，能夠區分雌激素通過質膜或細胞漿ER發揮作用。雌激素通過膜ER和磷脂酰肌醇3激酶途徑和細胞漿ER基因途徑，分別調控大鼠垂體前葉的一氧化氮水平[31]。E2-BSA通過與膜ERα結合調控蛋白小凹-1，促進內皮祖細胞增生[32]。這些結果為研究雌激素非基因途徑作用提供了幫助。
由于雌激素可導致深靜脈血栓、肺動脈栓塞、急性心肌梗死、腦血管意外、乳腺和子宮癌變等并發癥，開發研究ER各個亞型親和力高的雌激素類合成藥物，在有效發揮雌激素作用的同時不對機體其他組織產生副作用可能是今后的研究重點。這方面目前的研究進展有：(1)ERα特異性激動劑PPT和ERβ的特異性激動劑DPN和GTx-822[23, 29]；(2)EDC、E2-BSA等ER大分子激動劑便于認識膜ER的作用[31, 33]；(3)ERβ受體激動劑(β-LGND2)、ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10等無性激素活性的雌激素合成物[32, 34]。
2 雌激素對視網膜主要細胞功能的影響
Ma等[35]發現，低氧條件下牛視網膜血管內皮細胞的血管內皮生長因子(VEGF)和低氧誘導因子-1α(HIF-1α)基因表達增加，VEGF、HIF-1αmRNA和蛋白表達水平呈正相關；正常氧條件下17β雌二醇促進VEGF mRNA表達呈劑量依賴性，而HIF-1α的mRNA表達沒有顯著變化；低氧條件下17β雌二醇減少VEGF和HIF-1α基因的翻譯和表達呈劑量和時間依賴性。Parvathaneni等[36]發現，17β-雌二醇與ERβ結合后，通過PI3K和MAPK途徑調控色素上皮源性生長因子(PEDF)表達，促進恒河猴脈絡膜視網膜血管內皮細胞生長。Giddabasappa等[34]發現，無雌激素活性的β-LGND2能夠抑制高氧和低氧條件下人視網膜微血管內皮細胞死亡，促進視網膜血管正常發育，抑制新生血管生成。這些研究結果提示這類藥物可能用于治療視網膜新生血管性疾病。
Giddabasappa等[37, 38]發現，人RPE細胞株ARPE-19上有ERα和ERβ分布，17β雌二醇通過ERβ減輕叔丁基氫氧化物和H2O2誘導ARPE-19的氧化應激反應，減少ARPE-19內活性氧(ROS)生成和線粒體去極化，減少ARPE-19凋亡；ERβ激動劑GTx-822，通過促進抗氧化基因GPx-2和HO-1表達，以及ERK1/2、PI3K和Bad磷酸化，減輕氧化應激誘導ARPE-19凋亡。Yu等[39]發現，17β雌二醇通過調控RPE基因表達減輕H2O2對RPE的損害，其中表達上調的基因主要包括半胱氨酸蛋白酶、細胞外基質蛋白、代謝途徑成分、三磷酸鳥苷/二磷酸鳥苷轉換成分、G-蛋白三磷酸鳥苷酶的活性調節成分、轉錄的激活和抑制因子等，表達下調的基因包括RPE凋亡相關蛋白的基因。提示雌激素對與氧化應激有關的視網膜病變可能有防治作用。Paimela等[40, 41]發現，17β雌二醇可能通過抑制核因子κB(NF-κB)與DNA結合和非基因途徑，減少脂多糖誘導ARPE-19分泌白細胞介素6，抑制炎癥反應。提示雌激素對視網膜炎癥性疾病也可能有改善作用。Elliot等[42]發現，17β雌二醇通過ERβ調控基質金屬蛋白酶(MMP)-2、MMP抑制劑(TIMP)-2和MMP-14三分子復合體生成，促進小鼠RPE外基質代謝。Kimura等[43]發現，17β雌二醇通過抑制MMP釋放、α平滑肌肌動蛋白表達和纖維連接蛋白分泌等作用抑制RPE的收縮。Cho等[44]和Kim等[45]發現，它莫西芬促進ARPE-19的自噬和凋亡。提示雌激素對RPE的功能也有調控作用。
Kaja等[46]發現，雌激素能夠減輕成年雌性大鼠缺血性視網膜病變中RGC突觸連接的早期改變和繼發的細胞凋亡。Kumar等[34]研究無性激素活性的3個雌激素合成物ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10的作用時發現，ZYC-1與ER結合力與17β雌二醇類似，ZYC-10與ER結合力弱于17β雌二醇，ZYC-3與ER無結合力；大鼠視網膜RGC-5上ERα分布顯著，而ERβ很少；谷氨酸促使培養的50%~60%RGC-5死亡，17β雌二醇和ZYC-1、ZYC-3、ZYC-10能夠明顯抑制這種作用，效力為ZYC-3＞ZYC-1＞ZYC-10，ICI 182780不能逆轉這些合成雌激素的神經保護作用。提示它們可能不通過經典ER保護視神經。Nakazawa等[47]發現，17β雌二醇能夠通過ERK-c-Fos途徑，保護切斷視神經的成年去勢雌性大鼠RGC死亡。Hayashi等[48]發現，17β雌二醇與ER結合后，通過磷酸化ERK，減輕N-甲基-D-天冬氨酸對RGC的毒性。Zhou等[49]發現，17β雌二醇與ER結合后，通過蛋白激酶B /cAMP反應元件結合蛋白/硫氧還原蛋白-1和MAPK/NF-κB途徑，減少青光眼模型DBA/2J小鼠RGC凋亡。Russo等[50]發現，17β雌二醇通過ER減少谷氨酸生成，減輕高眼壓導致RGC細胞死亡。Kitaoka等[51]發現，視神經軸突中有大量硫氧化還原蛋白-1，玻璃體內注射腫瘤壞死因子(TNF)后視神經內硫氧化還原蛋白-1含量明顯降低，RGC變性死亡增多，17β雌二醇能夠明顯逆轉TNF減少RGC內硫氧化還原蛋白-1這種作用，保護視神經和軸突。Koseki等[52]發現，谷氨酸和丁硫堇能夠降低RGC-5細胞中14-3-3 zeta蛋白總量和磷酸化水平，促進RGC-5死亡，17β雌二醇雖然不能抑制RGC-5中14-3-3 zeta蛋白總量降低，但是可以抑制其磷酸化水平降低，減少RGC-5死亡。Giordano等[53]發現，Leber遺傳性視神經病變雜交細胞產生過多活性氧，其線粒體呈超分散形態并且膜電位下降，細胞凋亡速率增加，17β雌二醇通過激活超氧化物歧化酶和促進線粒體生物合成，顯著抑制這些病理變化，ICI182780能夠顯著逆轉17β雌二醇這種作用。這可能是Leber遺傳性視神經病變多發于男性的原因，同時說明雌激素類藥物可能用于防治該病。Hao等[54]發現，17β雌二醇通過穩定線粒體膜電位、減少細胞內ROS生成、上調B細胞淋巴瘤/白血病-2基因(bcl-2)表達、下調bcl-2相關X蛋白表達和減少細胞色素C生成，減少高糖誘導的RGC-5凋亡，而它莫昔芬逆轉了雌激素這種作用。這些研究結果說明雌激素可能通過多種途徑對RGC發揮保護作用。
Dykens等[55]發現，眼內注射無性激素活性的雌激素合成物MITO-4565，對S334ter轉基因視網膜色素變性小鼠模型的光感受器細胞具有保護作用。Yamashita等[56]發現，DR動物模型中，去勢雌性大鼠視網膜電圖中視錐細胞振幅值顯著低于未去勢雌性大鼠。Nixon和Simpkins[57]發現，17β-雌二醇及合成雌激素能夠減輕谷氨酸對光感受器細胞的損傷，這種作用可能是通過雌激素膜受體mER或GPR30，并非通過經典ERα和ERβ發生。鋅指蛋白是真核細胞內最常見的調節因子，其亞型ZBED4在視網膜視錐細胞和Müller細胞內有顯著表達，并與ERα相互作用，雌激素可能通過該受體調節視錐細胞的功能[58, 59]。
Müller細胞是視網膜大膠質細胞，主要負責視網膜神經元細胞生存、信息加工和處理代謝產物。17β雌二醇通過調控雌激素反應基因血小板反應素1、促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶3、性別決定區Y-框11和PEDF表達，抑制H2O2誘導Müller細胞凋亡，增加Müller細胞生存能力[60]。此外，雌激素可能通過ERα調控ZBED4，從而調節Müller細胞的功能[58, 59]。提示雌激素對Müller細胞的功能也有調節作用。
3 展望
雌激素在早產兒視網膜病變、老年性黃斑變性、葡萄膜炎和視網膜靜脈阻塞等常見眼底疾病的作用已有較多報道[1]，上述基礎研究進一步證實雌激素對視網膜血管內皮細胞、RPE細胞、RGC、Müller細胞和光感受器細胞具有保護作用，詳盡研究ER各個亞型在視網膜不同細胞的表達和分布，并用選擇性強的ER亞型激動劑來研究雌激素對視網膜細胞的作用機制，進而推廣到相關的視網膜病變研究當中，將為眼底病的防治開拓一個新的領域。