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视网膜神经细胞控制血管不疯长

已有 4765 次阅读 2014-11-3 09:13 |个人分类:自然科学|系统分类:海外观察

http://www.cell.com/abstract/S0092-8674(14)01174-X

视网膜(retina)居于眼球壁的内层,是一层透明的薄膜。视网膜由色素上皮层和视网膜感觉层组成,两层间在病理情况下可分开,称为视网膜脱离。色素上皮层与脉络膜紧密相连,由色素上皮细胞组成,它们具有支持和营养光感受器细胞、遮光、散热以及再生和修复等作用。

视网膜是视觉感受的关键结构,作为感受外界光线的视觉感受器,必须解决一个非常特殊的结构问题,就是血管的密度不可以太高,以避免影响光线的有效传播。有一种视网膜血管相关疾病就是早产儿视网膜病变原称晶状体后纤维增生症1942年由Terry首先报道,当时发现早产患儿晶状体后有白色纤维组织而命名。研究表明早产儿视网膜病变与早产低出生体重以及吸高浓度氧气有密切关系,是由于早产儿视网膜血管尚未发育完全,产生视网膜新生血管及纤维组织增生所致。

过去研究视网膜血管问题一般局限于血管尤其是内皮细胞本身,最新研究发现影响血管增生的另一个重要因素是神经细胞。视网膜内神经细胞可以产生一种能竞争血管内皮细胞生长因子的受体,这样在神经细胞上生长因子的竞争下,血管增殖受到限制,如果神经细胞上这一受体表达受限制,一旦缺氧引起生长因子大量释放,可以导致明显的血管增生。新生儿是否会因为神经细胞这一功能发育不完善,导致对低氧促进血管增生的效应增强导致这一疾病的发生,这一问题尚需要解决。

血管和神经系统是两个关系非常密切,在发育和生理情况下存在相互高度协调的关系。大脑的神经细胞为实现特殊的高能耗状态,对血流量高度依赖,因此造成人体1/4的血流供应给质量相对很小的大脑,这就是血管和神经系统密切协调发育的另一个典型成果。发育过程中,神经元能指导和吸引血管的增生,最终建立一种相互依存的特殊关系。

眼睛内许多结构内如角膜和晶状体就几乎没有血管,导致血管不增长的原因一直是科学家关心的问题,例如有一种血管抑制因子就是在眼睛内被发现的,视网膜内血管也和其他神经组织不一样。

最近科学家在视网膜内发现一种非传统神经血管相互作用方式。VEGFR2是内皮细胞生长因子2型受体,这种受体一般在内皮细胞上表达,但最新研究发现这种受体在视网膜神经细胞上大量表达,数量甚至超过附近的内皮细胞,这一结果导致神经细胞周围血管增生受到抑制,导致血管朝远离神经生长的趋势,如果神经细胞表达VEGFR2被人工取消,动物缺血导致视网膜血管增生就会更严重。这一研究给视网膜血管的特殊性提供了最新的理论解释。

 

1989Gospodarowicz等从牛的垂体滤泡细胞中分离出一种能选择性促进血管内皮细胞分裂的蛋白质,将其称为血管内皮生长因子(VEGF)。随后,发现了VEGF的其他家族成员:VEGF-BCD和胎盘生长因子。VEGF可由多种细胞分泌,如内皮细胞、平滑肌细胞及一些间质和基质细胞。VEGF在成人和动物的正常组织中合成很少,但在胎儿、胎盘、黄体及大部分人类肿瘤等存在血管新生的组织中高表达。

目前已知3VEGF酪氨酸激酶受体:VEGFR-1VEGFR-2VEGFR3VEGFR-1VEGF亲和力最高,VEGFR-1VEGF结合引起内皮祖细胞迁移和管状结构的形成。VEGFR-2VEGF的亲和力比VEGFR-1低。VEGFR-3主要存在于成人淋巴管内皮,在淋巴管形成过程中起重要作用。VEGFR-3不与VEGF结合,而是和复杂的VEGF相关蛋白VEGF-CVEGF-D相结合,主要参与淋巴内皮细胞增殖。



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