角膜新生血管形成的分子生物学研究进展高世凯1△（综述），崇晓霞2※（审校）（1．内蒙古医科大学，呼和浩特010059；2．内蒙古医科大学附属医院眼科，呼和浩特010050）中图分类号：R772．21文献标识码：A文章编号：1006-2084（2013）02-0207-04doi：10．3969/j．issn．1006-2084．2013．02．005摘要：角膜新生血管并非严格意义上的某种疾病，而是许多角膜疾病的一种共同病理改变。

正常生理状态下角膜组织透明无血管，角膜新生血管常继发于眼部物理化学性损伤、感染等眼部疾病。

角膜新生血管的形成机制较为复杂。

近期的研究发现，众多因子直接或间接参与角膜新生血管的形成。

现就这些因子促进角膜新生血管形成机制的研究进行综述。

关键词：角膜；新生血管；分子生物学Research Progress in Molecular Biology of Corneal Neovascularization GAO Shi-kai1，CHONG Xiao-xia2．（1．Inner Mongolia Medical University，Hohhot010059，China；2．Department of Ophthalmology，Inner Mongolia Medical University First Affiliated Hospital，Hohhot010050，China）Abstract：Corneal neovascularization is not a particular disease in a strict sense，but a common patholog-ical changes of various corneal diseases．Under normal physiological conditions，corneal tissue is transparent with no vascular．Corneal neovascularization is often secondary to physical and chemical injury，infection and other kind of eye diseases．The formation mechanism of corneal neovascularization is complex，in which many factors are directly or indirectly involved according to recent study results．Here is to make a review on the mechanisms of these factors in the promotion of corneal neovascularization．Key words：Corneal；Neovascularization；Molecular biology角膜疾病在临床上是一种常见的，也是一种比较严重的致盲性眼病之一。

因其位置靠前，受损害的机会较大。

角膜疾病病因复杂，众多角膜疾病（如角膜炎等）常会继发角膜新生血管生成。

角膜本身透明无血管，抗体产生较少，动员炎细胞参与抗感染的能力较低，因此当细菌等微生物侵入时较容易发生感染病程迁延不愈，愈后多留下白色斑翳影响视力。

众多因子在角膜新生血管形成中起作用，每种因子本身及各因子间的相互作用机制尚不完全明确。

1缺氧诱导因子1缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor，HIF）是一组对组织细胞内氧浓度变化敏感的具有转录活性的核蛋白，是对多种基因进行调控转录因子超家族，广泛存在于哺乳动物体内［1］。

HIF-1具有与缺氧反应、炎性反应、肿瘤生长等相关的且非常广泛的靶基因，它与机体的生长发育及疾病发生密切相关。

HIF是由α和β亚基组成的一种异源二聚体，HIF-1α是HIF-1的一个亚单位，也是HIF-1的主要氧调节亚基。

它是机体在缺氧条件下产生的适应性反应产物。

机体由于各种原因导致缺氧时能够诱导HIF-1α的产生。

杨卓等［2］利用免疫组织化学法研究兔角膜碱烧伤形成的新生血管过程中发现，角膜碱烧伤后5d内角膜组织炎细胞中的HIF-1α浓度和角膜新生血管形成在时间上具有一致性，说明HIF-1α在角膜新生血管形成过程中发挥重要作用。

HIF-1β亚基又称芳香烃受体核转运子，基因定位于人的1号染色体q21，在细胞胞质稳定表达，起结构性作用［3］。

在常氧条件下，HIF-1α的活性受到抑制，但在缺氧和某些微生物感染的条件下，细胞内HIF-1α迅速积累并进入细胞核，与其内的HIF-1β结合形成具有转录活性的异二聚体，诱导下游有缺氧相关基因的转录［4］，如诱导下游的血管内皮生长因子（vas-cular endothelial growth factor，VEGF）表达增强，而VEGF在角膜新生血管的形成过程中发挥重要作用。

国外学者的研究表明，HIF-1α通过上调VEGF的表达可促进氧诱导的视网膜新生血管表达［5］。

2骨桥蛋白骨桥蛋白（osteopontin，OPN）是一种细胞外基质中一种重要的成分，多种细胞能够表达OPN。

其在介导细胞的黏附、迁移和侵袭，骨组织的矿化和重建、免疫调节、信号转导、炎症等方面发挥重要作用。

OPN是一种磷酸化的糖蛋白，最初从骨基质中得到，并因此得名。

OPN的主要受体是整合素和CD44。

OPN通过与受体的特异性结合发挥生物学作用。

成体组织中创伤多通过瘢痕组织进行修复。

在肉芽组织中绝大多数新生血管内皮细胞中都存在OPN mRNA的高表达。

OPN能够促进内皮细胞的增殖、迁移以及新生血管管形的发生。

在缺氧诱导的视网膜新生血管形成过程中，OPN能够通过介导血管内皮细胞与细胞外基质的相互作用，加速血管内皮细胞增殖，促进新生血管床的形成。

在角膜新生血管形成过程中，OPN也起着重要作用。

Fujita等［6］在研究OPN基因缺乏小鼠的角膜新生血管形成过程中发现，与正常小鼠相比，体内OPN基因缺乏的小鼠角膜基质细胞中转化生长因子β1的表达并未减少，但是VEGF表达明显减少，说明OPN在角膜新生血管的中间形成过程中起重要作用。

3VEGF及其受体正常情况下机体组织内促进血管内皮细胞生成因子和抑制血管内皮细胞生成因子同时存在，且保持着动态平衡，这可以保证生物体内的血管正常的生成、分化和成熟。

VEGF是众多促进血管内皮细胞生成的因子中的一种。

VEGF是高度保守的同源二聚体糖蛋白，两条相对分子质量为24ˑ103的单链以二硫键组成二聚体，VEGF分解的单体无活性。

人的VEGF有六个亚型，其相对分子质量为（35 44）ˑ103。

每个亚型特异性地与三个VEGF受体的特定组合（VEGFR-1、2、3）相结合。

每种结合后的复合体作用各不相同，其中分泌型可溶性蛋白VEGF121、145和165能直接作用于血管内皮细胞促进血管内皮细胞增殖，增加血管通透性。

人体血管内皮细胞表面分布着一定数量的VEGF受体，血液中的VEGF与受体结合，从而激活胞内酪氨酸激酶，启动下游细胞信号级联，进而促使新血管生长。

VEGF在体外是一种作用很强的内皮细胞有丝分裂原，可特异性地作用于内皮细胞，在体内可增强血管的通透性及新生血管的形成。

抑制血管生成药贝伐单抗由于结构上与VEGF受体相似，可以和VEGF受体结合，从而达到抑制新生血管产生的目的。

刘琳琳等［7］在研究兔角膜化学烧伤过程中发现，碱烧伤诱导角膜新生血管形成时角膜新生血管在损伤后1 3d开始出现，损伤后2周生长最明显，通过免疫组织化学观察发现实验组的VEGF表达持续升高至碱烧伤后1周，其后表达水平开始下降。

新生血管的生长变化与VEGF表达是同步的，说明VEGF的表达与角膜新生血管生成有时间上的相关性。

VEGF在角膜化学烧伤后角膜新生血管生成中起重要作用。

4基质金属蛋白酶超家族基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase，MMPs）是一组活性依赖金属离子锌并以细胞外基质成分为水解底物的结构和功能复杂的蛋白酶家族，主要参与细胞外基质的水解和重构，许多角膜病变都与MMPs关系密切。

研究发现，MMPs产生于多数正常组织细胞以及肿瘤细胞。

根据结构域和特异性底物的不同，MMPs 家族成员分为5类：第1类为胶原酶，主要水解底物是纤维类胶原，如Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原；第2类为明胶酶，主要水解底物是变性胶原及Ⅳ、Ⅴ型胶原；第3类为基质水解酶，水解底物较广泛，如Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型胶原、明胶、蛋白聚糖等；第4类为膜型，是MMPs家族的新成员；第5类为其他MMPs，水解底物尚未完全明确［8］。

MMPs能降解细胞外基质中几乎所有蛋白成分，为防止组织遭到破坏，这些酶的活性在生物体内的激活、表达及对底物的水解都受到严格调控。

角膜各层的主要成分是胶原纤维，因此胶原纤维的稳定对角膜结构的稳定至关重要，角膜上皮细胞和角膜基质中的成纤维细胞均可合成并分泌MMPs。

当角膜发生炎性反应时，MMPs被激活并被前述细胞分泌到损伤部位，参与伤口收缩、细胞迁移、坏死组织的清除等过程，对角膜起到保护和修复的作用［9］。

当角膜的炎症处于急性期时，角膜组织有大量的炎性因子产生，如碱性成纤维细胞生长因子、肿瘤坏死因子α等，它们都可上调MMPs表达，过量表达的MMPs对角膜产生较为严重的破坏作用，甚至发生角膜溶解。

国外学者发现真菌性角膜炎导致角膜溶解的过程中，MMP-2和MMP-9表达增高，说明两者在病程前后发挥着不同的作用［10］。

体外培养兔角膜上皮细胞的研究发现，MMP-9的表达受转化生长因子和白细胞介素1的诱导，转化生长因子可能受核因子κB（nuclear factorκB，NF-κB）、Smad3和c-Jun N末端激酶等信号通路的调节。

白细胞介素1可能是由NF-κB和丝裂原活化蛋白激酶/p38信号通路调节而介导MMP-9的表达［11］。

研究发现，MMP-3、MMP-8、MMP-14及MMP-19也在角膜溃疡损伤和修复的不同时期发挥作用［12］。

5血管生成素及其受体血管生成素（angiopoietin，Ang）是继VEGF后发现的又一类血管内皮细胞特异性的促血管形成因子。

Ang家族有四种同分异构体：Ang-1、Ang-2、Ang-3及Ang-4，其中Ang-1、Ang-2与血管形成的关系非常密切。

Ang受体包括带有免疫球蛋白和表皮生长因子同源结构域的酪氨酸激酶1（Tie1）和Tie2两种。

目前尚未发现Tie1受体的配体，因此研究较多的是Tie2受体。

Ang家族的受体是Tie2，Tie2与其同分异构体Tie1均为跨膜型受体蛋白。