單核細胞趨化蛋白（MCP-1）屬于趨化因子CC亞家族，眼部主要表達于視網膜色素上皮（RPE）細胞、光感受器細胞和小膠質細胞。生理狀態下適量分泌MCP-1有助于維持RPE細胞和膠質細胞的形態，保證視網膜發揮正常功能。病理狀態下RPE細胞、光感受器細胞和小膠質細胞中MCP-1表達明顯上升，募集單核-巨噬細胞向炎癥部位遷移，促進小膠質細胞活化，在損傷部位吞噬細胞碎片。在視網膜脫離、糖尿病視網膜病變、后部葡萄膜炎和老年性黃斑變性患者眼內液及動物模型的視網膜中，均發現有MCP-1過度表達，且其表達程度與視網膜炎癥嚴重程度密切相關。因此，MCP-1被認為是體現視網膜炎癥程度最為客觀的指標之一，可作為判斷視網膜疾病活動性指標并有望成為視網膜疾病治療的新靶點。
引用本文： 王蕾, 張曉敏, 李筱榮. 單核細胞趨化蛋白在視網膜疾病中的表達和作用. 中華眼底病雜志, 2016, 32(5): 564-566. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2016.05.032 復制
單核細胞趨化蛋白(MCP-1)屬于趨化因子CC亞家族，生理狀態下在視網膜色素上皮(RPE)細胞、光感受器細胞和小膠質細胞中均有表達，適量分泌MCP-1有助于維持RPE細胞和膠質細胞的形態，保證視網膜發揮正常功能[1]。MCP-1作為一種重要的炎性因子，在部分炎癥、免疫疾病中發揮重要作用，與多種視網膜疾病病理過程密切相關。當視網膜發生炎癥反應時，RPE細胞、光感受器細胞和小膠質細胞中MCP-1表達明顯上升,升高的MCP-1可以募集單核-巨噬細胞向炎癥部位遷移，促進小膠質細胞活化，在損傷部位吞噬細胞碎片等。局部炎癥反應越劇烈，MCP-1表達越高，細胞遷移和炎性浸潤也越明顯。因此，有學者認為MCP-1是體現視網膜炎癥程度最為客觀的指標之一[2]。現就MCP-1在視網膜疾病中的表達和作用作一綜述。
1 MCP-1結構及生物學特征
MCP-1是含有4個保留性半胱氨酸基序的低分子量趨化因子，屬于趨化因子CC亞家族，亦稱β亞家族。MCP-1為一種可溶性堿性蛋白質，其相對分子質量為13×103和15×103，以其相對分子質量又將其分為MCP-1α和MCP-1β兩種亞型[3]。人類MCP-1基因SCYA2位于染色體17(17q11.2-21.1)，其中有包含3個外顯子和2個內含子的1927個堿基對，編碼99個氨基酸殘基；最前端23個氨基酸殘基具有疏水性，是一種信號 肽的典型表現[4]。成熟有活性的MCP-1多肽單鏈由其余76個 氨基酸組成 [5]。在生理濃度時，MCP-1以二聚體形式存在。
目前已知單核細胞、巨噬細胞和成纖維細胞等在聚羥基脂肪酸酯、脂多糖、多聚胞苷酸、白細胞介素(IL)-1、干擾素γ、血小板衍生因子、表皮細胞生長因子或某些病毒刺激下，均可分泌MCP-1，某些腫瘤細胞也可分泌MCP-1[6]。MCP-1的受體CCR2表達于不同類型細胞，如單核細胞、記憶T淋巴細胞和嗜堿性白細胞等，含有7個跨膜區G蛋白偶聯受體。在CCR2基因敲除動物模型中，單核巨噬細胞聚集受抑制，說明CCR2是MCP-1的特異性受體[7]。MCP-1與CCR2結合，受體變構與G蛋白結合，激活信號轉導通路，趨化單核細胞和T淋巴細胞，誘導單核細胞和內皮細胞表達黏附分子，使各種炎性細胞尤其是單核細胞向病變部位聚集，發揮其生物學作用。MCP-1表達上調還可促使Th1細胞向Th2細胞轉化，選擇性激活巨噬細胞，促進分泌促炎因子、血管生成因子和成纖維因子，促進組織修復[8]。研究結果表明，在過敏性哮喘動物模型和肺腺瘤 上皮細胞中，合成查耳酮類似物通過p65位點的核因子(NF)-κB 通路下調MCP-1,與過去認為的絲裂原活化蛋白激酶通路無關[9]。
2 MCP-1與視網膜疾病
2.1 視網膜脫離
視網膜脫離是指視網膜神經上皮與RPE分離。視網膜脫離后，神經上皮層和RPE層之間營養成分運輸障礙，代謝產物堆積，導致視網膜組織結構和功能破壞[10]。人眼視網膜脫離時，玻璃體液中含大量細胞因子和趨化因子[11]，MCP-1上調，光感受器細胞凋亡，視網膜各層中的Müller細胞、星形膠質細胞、小膠質細胞、巨噬細胞大量增生[12]，局部視網膜脫離部位巨噬細胞浸潤[13]。在孔源性視網膜脫離(RRD)患者房水中也發現MCP-1上調，手術后部分患者玻璃體腔注射曲安奈德，1 d后檢測發現其房水MCP-1較未注射患者房水MCP-1表達低[11]。在RRD患者視網膜下液中，手術后2個月內復發患者MCP-1表達高于未復發者。RRD手術后增生性玻璃體視網膜病變(PVR)是引起視網膜再脫離的主要原因。研究結果表明，PVR患者玻璃體液中MCP-1表達是RRD患者的6倍，因而推測MCP-1可能成為判斷是否發生PVR的重要指標[14]。視網膜脫離模型大鼠的玻璃體液中MCP-1上調，進而加劇光感受器細胞凋亡[15]。這些研究結果均提示視網膜脫離后眼內MCP-1表達上調，且與疾病嚴重程度相關。
2.2 糖尿病視網膜病變(DR)
炎癥機制在DR病理過程中發揮重要作用[16]。炎癥可引起白細胞黏附和血視網膜屏障破壞，血管內皮受損變薄。受損的血管內皮細胞過表達活化轉錄因子4，可促進單核巨噬細胞黏附內皮細胞[17]，增強MCP-1分泌，進一步趨化單核細胞和巨噬細胞，活化小膠質細胞，導致局部炎性浸潤，造成視網膜進一步損害。與正常人相比，DR患者玻璃體液中MCP-1顯著上調[18]，且與DR患者黃斑水腫的發生相關[19]。根據病情程度不同將DR可分為非增生期DR(BDR)和增生期DR(PDR)。人血清MCP-1在BDR、PDR患者中的表達明顯高于無視網膜病變的糖尿病患者，調控MCP-1的基因-2518GG和等位基因G與中國漢族人2型糖尿病患者高發PDR有關，這些結果表明調控MCP-1的基因可能與DR發病機制有關[20]。在MCP-1基因敲除的糖尿病小鼠視網膜中，白細胞和單核細胞浸潤減少，視網膜炎癥反應明顯減輕，視網膜功能改善[21]。上述研究結果表明MCP-1與DR的發生和發展存在密切關系。
2.3 葡萄膜炎
發生后部葡萄膜炎時，炎癥可波及脈絡膜、視網膜和玻璃體。目前認為自身免疫性后部葡萄膜炎是T細胞介導的自身免疫性疾病，發病后血視網膜屏障破壞，視網膜脈絡膜組織大量T細胞、中性粒細胞和巨噬細胞浸潤，星形細胞和小膠質細胞活化，造成視網膜組織損傷和功能破壞。趨化因子可以促進炎癥細胞浸潤，在葡萄膜炎發病過程中發揮十分重要的作用。在先天性葡萄膜炎、Beh?et、Fuchs虹膜異色性葡萄膜炎、Vogt-小柳-原田綜合征、人工晶狀體手術后葡萄膜炎和結節病性葡萄膜炎中，房水和玻璃體液中MCP-1和IL-8表達都有明顯升高[22, 23]。 黑色素細胞是葡萄膜主要細胞，在生理狀態下MCP-1 低表達，但在炎癥刺激下，可通過磷酸化氨基末端激酶1/2 和NF-κB通路上調MCP-1的表達[24]。小鼠過繼轉移自身免疫性葡萄膜炎模型(EAU)是模擬人自身免疫性葡萄膜炎的模型，MCP-1基因敲除后，EAU小鼠視網膜巨噬細胞浸潤明顯減少，視網膜組織破壞和新生血管顯著減輕[25]。目前，MCP-1在葡萄膜炎中的作用研究較少，由于參與葡萄膜炎病理過程的炎癥因子眾多，以MCP-1作為治療靶點是否能夠有效改善葡萄膜炎有待進一步研究。
2.4 老年性黃斑變性(AMD)
研究證實，AMD與多態性補體因子H(CFH)的表達有關，同時玻璃膜疣含免疫復合物、補體因子和組織相容性復合體等，過度表達的CFH和玻璃膜疣共同激活補體系統，加重炎癥。但其具體機制尚在研究中[26]。研究結果表明，大鼠載脂蛋白2表達過度上調和載脂蛋白4表達過度下調均會誘導AMD，載脂蛋白表達偏離標準值，視網膜下液MCP-1和IL-6表達上調，促使單核細胞、小膠質細胞和巨噬細胞聚集于視網膜下[27]，光感受器變性，視網膜和脈絡膜發生炎癥，脈絡膜形成新生血管[28]。在MCP-1和CCR2基因敲除的小鼠AMD模型中，視 網膜損傷明顯減輕，脈絡膜新生血管明顯減少，由此可見MCP-1 表達水平與滲出型AMD的新生血管增生程度密切相關。MCP-1在正常低齡小鼠RPE中低表達，隨著鼠齡[29]、急性炎癥、氧分壓[30]的改變而表達上調。關于AMD與MCP-1的具體機制仍不清楚，下一步可針對MCP-1與新生血管的關系以及作用機制等問題進行深入研究。
3 展望
MCP-1在視網膜脫離、DR、后部葡萄膜炎和AMD等視網膜疾病中均高表達，在視網膜的炎癥反應以及免疫應答反應中起到重要作用。MCP-1表達水平與疾病發生和病程密切相關，可作為評估患者病情的指標，也有望為抑制視網膜炎癥反應提供新的治療手段。近年來，有學者通過調控microRNA[31]、轉錄激活因子4 [17]和基因敲除[1]等方法下調動物視網膜疾病模型中視網膜MCP-1的表達,減輕視網膜炎癥損傷。但MCP-1參與發病的具體機制尚不清楚，MCP-1的激活因素,MCP-1和其他細胞因子相互作用機制和適用于人類視網膜疾病的有效對抗手段有待進一步研究。
單核細胞趨化蛋白(MCP-1)屬于趨化因子CC亞家族，生理狀態下在視網膜色素上皮(RPE)細胞、光感受器細胞和小膠質細胞中均有表達，適量分泌MCP-1有助于維持RPE細胞和膠質細胞的形態，保證視網膜發揮正常功能[1]。MCP-1作為一種重要的炎性因子，在部分炎癥、免疫疾病中發揮重要作用，與多種視網膜疾病病理過程密切相關。當視網膜發生炎癥反應時，RPE細胞、光感受器細胞和小膠質細胞中MCP-1表達明顯上升,升高的MCP-1可以募集單核-巨噬細胞向炎癥部位遷移，促進小膠質細胞活化，在損傷部位吞噬細胞碎片等。局部炎癥反應越劇烈，MCP-1表達越高，細胞遷移和炎性浸潤也越明顯。因此，有學者認為MCP-1是體現視網膜炎癥程度最為客觀的指標之一[2]。現就MCP-1在視網膜疾病中的表達和作用作一綜述。
1 MCP-1結構及生物學特征
MCP-1是含有4個保留性半胱氨酸基序的低分子量趨化因子，屬于趨化因子CC亞家族，亦稱β亞家族。MCP-1為一種可溶性堿性蛋白質，其相對分子質量為13×103和15×103，以其相對分子質量又將其分為MCP-1α和MCP-1β兩種亞型[3]。人類MCP-1基因SCYA2位于染色體17(17q11.2-21.1)，其中有包含3個外顯子和2個內含子的1927個堿基對，編碼99個氨基酸殘基；最前端23個氨基酸殘基具有疏水性，是一種信號 肽的典型表現[4]。成熟有活性的MCP-1多肽單鏈由其余76個 氨基酸組成 [5]。在生理濃度時，MCP-1以二聚體形式存在。
目前已知單核細胞、巨噬細胞和成纖維細胞等在聚羥基脂肪酸酯、脂多糖、多聚胞苷酸、白細胞介素(IL)-1、干擾素γ、血小板衍生因子、表皮細胞生長因子或某些病毒刺激下，均可分泌MCP-1，某些腫瘤細胞也可分泌MCP-1[6]。MCP-1的受體CCR2表達于不同類型細胞，如單核細胞、記憶T淋巴細胞和嗜堿性白細胞等，含有7個跨膜區G蛋白偶聯受體。在CCR2基因敲除動物模型中，單核巨噬細胞聚集受抑制，說明CCR2是MCP-1的特異性受體[7]。MCP-1與CCR2結合，受體變構與G蛋白結合，激活信號轉導通路，趨化單核細胞和T淋巴細胞，誘導單核細胞和內皮細胞表達黏附分子，使各種炎性細胞尤其是單核細胞向病變部位聚集，發揮其生物學作用。MCP-1表達上調還可促使Th1細胞向Th2細胞轉化，選擇性激活巨噬細胞，促進分泌促炎因子、血管生成因子和成纖維因子，促進組織修復[8]。研究結果表明，在過敏性哮喘動物模型和肺腺瘤 上皮細胞中，合成查耳酮類似物通過p65位點的核因子(NF)-κB 通路下調MCP-1,與過去認為的絲裂原活化蛋白激酶通路無關[9]。
2 MCP-1與視網膜疾病
2.1 視網膜脫離
視網膜脫離是指視網膜神經上皮與RPE分離。視網膜脫離后，神經上皮層和RPE層之間營養成分運輸障礙，代謝產物堆積，導致視網膜組織結構和功能破壞[10]。人眼視網膜脫離時，玻璃體液中含大量細胞因子和趨化因子[11]，MCP-1上調，光感受器細胞凋亡，視網膜各層中的Müller細胞、星形膠質細胞、小膠質細胞、巨噬細胞大量增生[12]，局部視網膜脫離部位巨噬細胞浸潤[13]。在孔源性視網膜脫離(RRD)患者房水中也發現MCP-1上調，手術后部分患者玻璃體腔注射曲安奈德，1 d后檢測發現其房水MCP-1較未注射患者房水MCP-1表達低[11]。在RRD患者視網膜下液中，手術后2個月內復發患者MCP-1表達高于未復發者。RRD手術后增生性玻璃體視網膜病變(PVR)是引起視網膜再脫離的主要原因。研究結果表明，PVR患者玻璃體液中MCP-1表達是RRD患者的6倍，因而推測MCP-1可能成為判斷是否發生PVR的重要指標[14]。視網膜脫離模型大鼠的玻璃體液中MCP-1上調，進而加劇光感受器細胞凋亡[15]。這些研究結果均提示視網膜脫離后眼內MCP-1表達上調，且與疾病嚴重程度相關。
2.2 糖尿病視網膜病變(DR)
炎癥機制在DR病理過程中發揮重要作用[16]。炎癥可引起白細胞黏附和血視網膜屏障破壞，血管內皮受損變薄。受損的血管內皮細胞過表達活化轉錄因子4，可促進單核巨噬細胞黏附內皮細胞[17]，增強MCP-1分泌，進一步趨化單核細胞和巨噬細胞，活化小膠質細胞，導致局部炎性浸潤，造成視網膜進一步損害。與正常人相比，DR患者玻璃體液中MCP-1顯著上調[18]，且與DR患者黃斑水腫的發生相關[19]。根據病情程度不同將DR可分為非增生期DR(BDR)和增生期DR(PDR)。人血清MCP-1在BDR、PDR患者中的表達明顯高于無視網膜病變的糖尿病患者，調控MCP-1的基因-2518GG和等位基因G與中國漢族人2型糖尿病患者高發PDR有關，這些結果表明調控MCP-1的基因可能與DR發病機制有關[20]。在MCP-1基因敲除的糖尿病小鼠視網膜中，白細胞和單核細胞浸潤減少，視網膜炎癥反應明顯減輕，視網膜功能改善[21]。上述研究結果表明MCP-1與DR的發生和發展存在密切關系。
2.3 葡萄膜炎
發生后部葡萄膜炎時，炎癥可波及脈絡膜、視網膜和玻璃體。目前認為自身免疫性后部葡萄膜炎是T細胞介導的自身免疫性疾病，發病后血視網膜屏障破壞，視網膜脈絡膜組織大量T細胞、中性粒細胞和巨噬細胞浸潤，星形細胞和小膠質細胞活化，造成視網膜組織損傷和功能破壞。趨化因子可以促進炎癥細胞浸潤，在葡萄膜炎發病過程中發揮十分重要的作用。在先天性葡萄膜炎、Beh?et、Fuchs虹膜異色性葡萄膜炎、Vogt-小柳-原田綜合征、人工晶狀體手術后葡萄膜炎和結節病性葡萄膜炎中，房水和玻璃體液中MCP-1和IL-8表達都有明顯升高[22, 23]。 黑色素細胞是葡萄膜主要細胞，在生理狀態下MCP-1 低表達，但在炎癥刺激下，可通過磷酸化氨基末端激酶1/2 和NF-κB通路上調MCP-1的表達[24]。小鼠過繼轉移自身免疫性葡萄膜炎模型(EAU)是模擬人自身免疫性葡萄膜炎的模型，MCP-1基因敲除后，EAU小鼠視網膜巨噬細胞浸潤明顯減少，視網膜組織破壞和新生血管顯著減輕[25]。目前，MCP-1在葡萄膜炎中的作用研究較少，由于參與葡萄膜炎病理過程的炎癥因子眾多，以MCP-1作為治療靶點是否能夠有效改善葡萄膜炎有待進一步研究。
2.4 老年性黃斑變性(AMD)
研究證實，AMD與多態性補體因子H(CFH)的表達有關，同時玻璃膜疣含免疫復合物、補體因子和組織相容性復合體等，過度表達的CFH和玻璃膜疣共同激活補體系統，加重炎癥。但其具體機制尚在研究中[26]。研究結果表明，大鼠載脂蛋白2表達過度上調和載脂蛋白4表達過度下調均會誘導AMD，載脂蛋白表達偏離標準值，視網膜下液MCP-1和IL-6表達上調，促使單核細胞、小膠質細胞和巨噬細胞聚集于視網膜下[27]，光感受器變性，視網膜和脈絡膜發生炎癥，脈絡膜形成新生血管[28]。在MCP-1和CCR2基因敲除的小鼠AMD模型中，視 網膜損傷明顯減輕，脈絡膜新生血管明顯減少，由此可見MCP-1 表達水平與滲出型AMD的新生血管增生程度密切相關。MCP-1在正常低齡小鼠RPE中低表達，隨著鼠齡[29]、急性炎癥、氧分壓[30]的改變而表達上調。關于AMD與MCP-1的具體機制仍不清楚，下一步可針對MCP-1與新生血管的關系以及作用機制等問題進行深入研究。
3 展望
MCP-1在視網膜脫離、DR、后部葡萄膜炎和AMD等視網膜疾病中均高表達，在視網膜的炎癥反應以及免疫應答反應中起到重要作用。MCP-1表達水平與疾病發生和病程密切相關，可作為評估患者病情的指標，也有望為抑制視網膜炎癥反應提供新的治療手段。近年來，有學者通過調控microRNA[31]、轉錄激活因子4 [17]和基因敲除[1]等方法下調動物視網膜疾病模型中視網膜MCP-1的表達,減輕視網膜炎癥損傷。但MCP-1參與發病的具體機制尚不清楚，MCP-1的激活因素,MCP-1和其他細胞因子相互作用機制和適用于人類視網膜疾病的有效對抗手段有待進一步研究。