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1 Rho/ROCK 信号通路系统
Rho/ ROCK 信号通路系统由三个部分组成[1]，即 Rho 蛋白，ROCK，肌球蛋白磷酸酶。Rho 蛋白主要以两种状态存在于细胞质中: 有活性的Rho-GTP 结合形式和非活性的 RhoGDP 结合形式，上述两种状态之间的转换依靠 Rho 激活剂-鸟嘌呤核苷酸交换因子 ( guanine nucleotideexchange factor, GEF)和 Rho 灭活剂- GTP 酶激活蛋白 ( GTPase activatingprotein, GAP) 和核苷酸解离抑制因子( nucleotide dissociation inhibitior,GDI)来调节。ROCK 是大鼠肉瘤蛋白(rat sarcoma,Ras)同源物相关卷曲螺旋形成的蛋白激酶，也称为 Rho 激酶，是一种是丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶，分为两种亚型，ROCK1 和 ROCK2，ROCK1 主要表达于非神经组织，肺、肾、骨骼肌等，而 ROCK2 则表达于脑内组织。 ROCK 是 Rho 的下游效应分子，由此组成的信号通路全身多系统内完成多种生物反应，如介导神经损伤、炎症反应、血管平滑肌舒缩等[2]。
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2 视神经损伤后的修复再生机制
视神经损伤是临床常见眼病，大多继发于眼眶、颅脑、面部等外伤，表现为视力严重损害，视野不同程度的缺损，瞳孔对光反应异常，且部分患者遗留永久的视觉障碍。视神经损伤的病理机制主要是由于视网膜神经节细胞(retinal ganglion cells,RGCs)的凋亡和坏死及轴突损伤。其中，视网膜神经节细胞的凋亡坏死过程主要表现为细胞内细胞器的减少、萎缩，胞质萎缩及胞核固缩裂解；而轴突损伤则主要表现为轴突的丢失和髓鞘丢失两个方面[3]。以上病理过程主要发生于视神经受损后的早期，一般多出现在受损后的 3～14 天，因为在损伤早期，神经节细胞周围迅速发生一系列生理生化反应，导致神经节细胞发生迅速坏死、凋亡。近年来，关于 RGCs在视神经损伤后如何修复方面的研究越来越多，主要有以下几个方面：
（1）钙离子和线粒体：线粒体表面有钙离子通道，正常情况下调节胞质内外钙离子浓度，当发生损伤时，该离子通道失调，胞质内的钙离子浓度显著增高，导致钙离子超载，产生兴奋性毒性作用，可促进神经节细胞凋亡[4]。
（2）微管相关蛋白：该蛋白主要作用于微管系统，在轴浆运输过程中起到非常重要的作用，也是神经轴突生长及维持细胞正常骨架形态所必需的一种非常重要的蛋白。有研究表明，当视神经发生损伤后，局部轴突断裂，细胞骨架遭到破坏从而引起轴浆运输障碍，微管相关蛋白作为轴突生长所必需的蛋白，在生长的神经突起中大量表达，而在受损的神经突起中表达明显下降，致使该蛋白无法有效营养视网膜神经节细胞，最终导致 RGCs的凋亡[5]。
（3）肌球蛋白轻链(myosin lightchain,MLC)的磷酸化水平：这一因素可决定血管平滑肌的收缩状态，MLC 的磷酸化水平越高，平滑肌的收缩力度就越大，二者成正相关关系。肌球蛋白包括两条质量约为 220kDa的重链，两条约 17kDa 的基本轻链和两条约为 20kDa 的调节性轻链。其中，两条 20kDa 的调节性轻链为肌球蛋白的主要调节结构域，它可以被肌球蛋白轻链激酶(myosin lightchain kinase,MLCK)作用，发生磷酸化，使平滑肌收缩；肌球蛋白轻链磷酸酶(myosin lightchain phosphatase,MLCP)可以催化去磷酸化反应，促使肌球蛋白分子从激活状态回到静息状态，完成平滑肌舒张[6]。在这两种关键酶的作用下，肌球蛋白在磷酸化与去磷酸化两种状态之间转换，从而影响平滑肌的舒缩状态。血管平滑肌舒张，管腔扩张，血流量增多，才能营养视神经，反之，视神经周围血供不足，加剧神经损伤；（4）胶质细胞：视神经是中枢神经系统，构成视神经的胶质细胞包括少突胶质细胞、小胶质细胞、星形胶质细胞[7]。首先，周围神经系统受损后神经元轴突可再生，是因其髓鞘细胞是 Schwann 细胞，受损后该细胞可产生多种神经营养因子来促进神经元轴突的再生；中枢神经系统则不同，髓鞘细胞是少突胶质细胞，神经受损后产生神经元轴突再生抑制因子，不利于神经的再生[8]。其次，星形胶质细胞在视神经受损后被活化，活化后的星形胶质细胞对受损视神经具有正反两方面作用，一方面可分泌各种神经营养因子来促进神经修复再生，且活化后的星形胶质细胞清除兴奋性神经递质和离子的能力也有所增强。但近年来有研究认为[9]，只有幼稚型的星形胶质细胞具有以上营养神经、促进神经再生的作用，成熟型的星形胶质细胞不仅不能发挥积极作用，还会抑制神经再生，因成熟型的星形胶质细胞活化后反应性胶化生成胶质瘢痕，胶质瘢痕可阻挡神经元轴突穿越从而抑制神经生长。最后是小胶质细胞，它是胶质细胞中含量最高的一种，也起着极其重要的作用，尤其在视网膜胚胎发育时期，小胶质细胞起着保护、支持作用，且在生长发育过程中，部分细胞发生凋亡，凋亡后的细胞碎片可激活小胶质细胞，而激活后的小胶质细胞则可以清除在这些碎片，不只细胞碎片，当视网膜发育成熟后，神经细胞内的兴奋性神经递质、炎性因子或神经递质紊乱时也可激活小胶质细胞，从而分泌从而发挥其细胞功能，使得神经元恢复稳定状态。但是，有研究表明[10]，视神经损伤后，微环境的变化会激活小胶质细胞，而此时激活后的小胶质细胞对神经细胞还具有细胞毒性作用，它保护神经的同时，还能吞噬神经细胞，并可以释放很多神经毒性物质和炎性因子，如一氧化氮、肿瘤坏死因子 α等，这些毒性物质会继续损伤视神经，不利于神经修复。
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3 Rho/ROCK 信号通路在视神经损伤过程中的作用
上文已概述了 Rho/ROCK 信号通路的组成、分布及其对机体的作用，在视神经发生损伤时，该通路发挥的作用如下：1. ROCK 信号通路发挥作用时，ROCK 的活性受到某些胞浆蛋白和细胞外信号的调节，当这些相关胞浆蛋白或细胞外信号发生变化时，ROCK 被激活，MLC 是 ROCK的下游分子，ROCK 调控 MLC 的磷酸化是一条经典的 ROCK 信号通路，激活 ROCK 将 MLC 磷酸化发生肌丝收缩作用的同时也将 MLCP磷酸化，使 MLCP 失去活性，阻止 MLC 脱磷酸失去活性，间接地促进了 MLC 的磷酸化而促进肌丝收缩，使细胞骨架塌陷，从而抑制神经轴突延伸、修复，阻滞视觉通路的恢复[11]。2.Rho／ROCK 信号通路也能够调节细胞骨架其它重要组成成分，如微管与中间丝。Rho 家族的鸟苷酸三磷酸酶(Rho GTPases)是调节细胞骨架运动的主要信号，细胞外生长和导向因子首先通过细胞膜上相应的受体启动 Rho 激酶，进而通过坍塌反应调节蛋白(CRMPs)影响细胞骨架的重排，如微管和微丝的聚合和解聚，而细胞骨架重排的结果是神经元突起的生长、延伸或坍塌[12]。3. Rho／ROCK信号通路还与中枢神经系统的微循环血液动力学障碍有关。前文已述，MLC 的磷酸化水平是视神经损伤的机制之一，MLC 的磷酸化水平越高，平滑肌的收缩力度越大，而控制血管舒缩的血管平滑肌也受其影响，当Rho 蛋白被周围微环境的因素变化激活时,和该蛋白螺旋区 C 端发生相互作用 ，激活 Rho 激酶.继而作用于下游效应分子，主要为 MLCP，其肌球蛋白结合亚基在 Rho 激酶激活后被磷酸化，抑制 MLCP 活性 ，产生平滑肌收缩和血管痉挛[13]。血管发生痉挛，管腔狭窄，血液流量迅速减少，视神经发生缺血，RGCs 无法得到有效的血液营养，发生缺血、坏死。4. Rho／ROCK 信号通路与血管内反应。有研究表明，ROCK 可通过核转录因子 kappa B(nuclear factor-κB ,NF-κB)通路介导局部组织血管内异常反应[14]。NF-κB 通常以由 p65 和 p50 两种亚基组成的二聚体形式存在，其中包括几种不同的存在形式，有 p50／p50 同源二聚体、p65／p65 同源二聚体和 p65／p50 异源二聚体．其中发挥主要作用的是 p65／p50 异源二聚体。NF-κB 几乎存在于所有类型的细胞中， NF-κB 具有多效性，活化后的 NF-κB 可以调控多种不同基因的表达，如肿瘤坏死因子 α(Tumournecrosis factor-α，TNFα) 、诱导型一氧化氮合酶 (inducing nitric oxidesynthase, iNOS)、组织因子(tissue factor，TF)、细胞凋亡抑制蛋白-1(Inhibitorof cellular apoptosis protein -1 ，ICAP-1)、等等[15]。以上各种蛋白或者因子有的能够直接作用于血管内皮细胞和血细胞，有的则可以发挥作用使内皮细胞、血细胞发生相互作用，以此实现血凝状态的动态平衡、以及清除容易导致血管老化的自由基、调控内皮细胞的凋亡、扩张微血管等作用。
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英文摘要...........2
英文缩写...........3
综述 法舒地尔对视神经损伤后修复再生的研究进展............4
参考文献...........11
致谢..........15#p#分页标题#e#
个人简历...........16
4 Rho 激酶抑制剂（法舒地尔）在视神经损伤后修复再生过程中的作用机制
上文中已述，Rho 激酶及其下游信号效应信号分子可作用于全身多个系统器官介导多种不同生物反应，因而关于 Rho 激酶抑制剂的研究也越来越多，越来越深入。目前，研究较多的的小分子 Rho 激酶抑制剂主要有 Y-27632 和法舒地尔。其中，针对于 Y-27632 的研究发现，在皮质脊髓束受损的大鼠模型中，Y-27632 可发挥促进皮质脊髓束再生的作用，其机制可能是通过抑制髓鞘相关抑制因子的底物作用[16]。Y-27632 对于Rho/ROCK 通路的抑制作用主要抑制 ROCKⅡ，使其不被激活，也就避免了激活后发生的神经元轴突回缩和神经元细胞骨架重构，以此增强神经元修复的能力，并能促进轴突产生伪足，伪足为生长锥的组成成分，由形态不同分为丝状伪足和板状伪足，这两种伪足构成了生长锥的生长动力和生长的指导，生长锥生长继而带动轴突生长[17]；同时 Y-27632 还能作用于蛋白激酶 C 相关蛋白激酶(PRK2) ，抑制 PRK2 表达时引起的纤维组织母细胞肌动蛋白压力纤维发生断裂，从而起到保护视神经的作用,这一作用与Y-27632 对 ROCKⅡ抑制作用相似。
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总结
Rho 激酶抑制剂法舒地尔通过与 Rho 激酶分子中的 ATP 结合位点竞争性结合，来阻碍其与下游信号分子的结合，阻断 Rho/ROCK 信号通路。视神经损伤后，RGCs 内线粒体上的钙离子通道破坏，细胞内钙离子浓度增高，对细胞产生兴奋性毒性作用，轴突断裂，轴浆运输障碍，最终导致RGCs 的坏死凋亡；微管相关蛋白表达下降，不能有效的作用于微管系统，完成正常的轴浆运输，无法维持神经轴突的正常生长及细胞的正常骨架状态，促使 RGCs 走向凋亡；在 MLC 的磷酸化中，有两种关键酶，MLCK和 MLCP，MLCK 催化磷酸化反应，使血管平滑肌收缩，管腔缩小，血流量减少，MLCP 催化去磷酸化反应，使血管平滑肌舒张，管腔增大，血流量增多，视神经受损，Rho/ROCK 信号通路活跃，产生的有害分子阻断MLCP 催化去磷酸反应的进行，使血管平滑肌难以由收缩转为舒张，无法保证充足的血流量，加剧视神经损伤；通过抑制 ROCK，法舒地尔可以活化后的胶质细胞所产生的大量炎症因子和氧自由基，改善受损部位微环境，促进视神经的修复、再生。目前，视神经损伤后的修复再生仍然是非常棘手的问题，不管是视神经本身的结构组成还是损伤后的微环境改变，都对它的再生非常不利，临床上用于治疗缓解的药物，比如激素类、抗生素类等等，虽然都有一定的效果，但并不能根治，且不良反应太多，法舒地尔，可以通过抑制 ROCK，达到强效扩血管、清除炎症因子和氧自由基、降低细胞内钙离子浓度的效果，而且副作用相对较少，近年来大量的研究证明法舒地尔对于视神经损伤后的治疗有确定的营养价值，但对不同病情的用药剂量、用药疗程还没有明确的指导方法，需进一步研究、试验。
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参考文献（略）
