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［关键词］HSPs质类;色素上皮，眼;应激;综述
热休克蛋白（HSPs）广泛存在于人、动物、微生物及植物细胞内，几乎所有的细胞均能合成HSPs。它能快速、短暂调整应激过程中的细胞，保护细胞免受损伤，并有助于细胞 恢复正常的结构和功能，在维持组织细胞的自身稳定及抵御外界环境损伤等方面具有重要作用。热休克蛋白根据其相对分子质量的大小分为6个家族:HSP100、HSP90、HSP70、 HSP60、HSP40和小分子热休克蛋白。视网膜色素上皮（RPE）是位于神经视网膜和Bruch膜之间的单层六角形细 胞，由于其解剖学位置而容易遭受多种应激刺激，包括紫外线、炎症、外伤及氧化损伤等。应激状态下RPE细胞出现 HSPs的过表达［1］，过表达的HSPs能从多方面发挥RPE细 胞保护和抗凋亡的作用。
1 HSPs的产生
1962年RITOSSA ［2］研究发现，将饲养果蝇的温度短暂 提高后，在果蝇唾液腺染色体上可出现一种新的蓬松现象，并具有转录活性，作者称之为“热休克反应”。以后大量研究 发现，其具有广泛性和保守性—— —几乎存在于从细菌到植物 和动物整个生物界，保护细胞免受各种有害刺激—— —包括热 休克、乙醇、能量代谢抑制剂、重金属、氧化损伤、高热及炎症的损伤［3］。热休克反应主要引起细胞内HSPs的合成，HSPs因其最先发现于热应激反应，而命名为“热休克蛋白”，此后发现缺血、低氧、氧化损伤、烧伤等应激条件下也可诱导HSPs的合成，故又称“应激蛋白”。
2 HSPs的生物学特性
2.1 分子伴侣
HSPs本身不能直接发挥生物学活性，而是通过改变或修饰其他蛋白质，影响或调节其他功能性蛋白质而间接发挥作用，故将其称为“分子伴侣”。HSPs作为高度保守的“分子伴侣”，在细胞内可能广泛地参与蛋白质的合成、折叠、装配、运输和降解等过程，调节靶蛋白的活性和功能。应激下损伤性因子主要影响细胞的氧化还原状态和水合作用，引起蛋白的错误折叠，破坏细胞生物学功能。HSPs通过抑制应激时蛋白质分子的错误折叠，修复或降解损伤的蛋白，而协助组织细胞的恢复，维持内环境稳定，促进细胞的生存。
2.2 保护激素受体
HSPs与激素受体之间的交互作用对维持受体构象的 稳定具有重要意义。许多研究表明，HSP70和HSP90及其结合蛋白在核激素受体的激活中有重要作用。HSP90结合 位点定位于类固醇激素受体的一段肽链上，在非激活状态下 HSP90与核激素受体及HSP90结合蛋白形成异源性复合体，一方面保护该受体免于与皮质类固醇结合前失去活性，另一方面阻止受体过多地与激素结合引起“无意义反应”。用格尔德霉素灭活HSP90后，糖皮质激素受体和孕激素受体对蛋白水解酶的敏感性增加，降解增多。激素受体与激素 结合后，HSPs复合物降解，受体结构由不稳定开放状态转变成稳定的DNA结合状态，此时受体构象的稳定不依赖于HSPs［4］ 。
2.3 提高细胞对应激原的耐受性
细胞经过弱的应激刺激后，能够有效地诱导HSPs的表 达和聚集，对抗后来较强的应激损伤［5］。应激反应时，应激原可造成细胞内蛋白质变化或异常，此时机体大量合成 HSPs以用来增强细胞对损害的抵抗及加速异常蛋白质的 降解，维持细胞的正常功能代谢，提高细胞生存率。
2.4 抑制细胞凋亡
细胞凋亡是细胞的死亡程序被活化，导致细胞有控制的 自杀性死亡。有害应激包括烧伤、热休克、氧化应激均可导致细胞程序性死亡，即凋亡。细胞在应激状态下能通过诱导HSPs的表达，增强细胞抗损伤能力，抑制细胞凋亡。MOSSER等［6］发现，HSP70可抑制热应激所致的细胞色素 C从线粒体的释放，并能与凋亡蛋白酶活化因子1的凋亡蛋 白酶募集结构域直接结合，抑制Apaf-1的寡聚化及caspase- 9的活化 ［7］。野生型p53包含有一个HSP70的结合区域，HSP70可通过抑制p53而防止p53介导的Bax基因转录的激活，阻断由Bax介导的细胞凋亡。HSPs尚能稳定细胞骨架蛋白，在细胞凋亡过程中多种细胞骨架蛋白（如actin、my- osin等）由于受凋亡因素作用，蛋白结构发生改变，进而引起凋亡细胞形态的改变。TEZEL等［8］研究发现，将培养的视网膜神经节细胞（RGC）与HSP27抗体孵育后，HSP27抗体通过内吞进入RGC中，定位于肌动蛋白，致肌动蛋白降解增加，表现为特征性肌动蛋白解聚、蛋白质水解及细胞凋亡。
3 HSPs与对视网膜色素上皮的保护
3.1 增强RPE细胞对氧化应激的耐受性
RPE在容易遭受氧化损伤的同时，也具有抵抗氧化损 伤的能力。BAILEY等［9］研究了氧化损伤对不同培养时期 RPE细胞的影响及其在过氧化氢作用下表达HSPs的能力，结果显示，不同培养时期的RPE细胞在不同浓度的过氧化氢作用下细胞损伤程度及HSP27和HSP70的表达均不相同。研究发现，分化较好的细胞在低浓度的过氧化氢的作用下能稳定地高表达HSP27及HSP70，而分化较差的细胞缺 乏HSP27及HSP70的诱导性高表达，高表达HSPs的RPE 细胞对高浓度过氧化氢损伤具有抵抗性，说明RPE细胞在应激状态下HSPs的高表达与RPE细胞的抗氧化损伤能力 密切相关。
3.2 抑制应激诱导的RPE细胞的凋亡
凋亡是RPE细胞氧化损伤的主要机制，过度损伤的RPE细胞主要通过凋亡机制被清除，以保证视网膜正常的生 理活动，而RPE细胞线粒体在调控凋亡信号传导过程中起 着重要的作用。在RPE细胞，氧化应激能够通过激活 caspase而诱导RPE细胞凋亡，HSPs在RPE细胞氧化损伤 过程中能抑制caspase的活化而抑制细胞凋亡。ALGE 等［10］对原代及传代培养的人RPE细胞进行了包含及不包含人a、β晶状体蛋白cDNA的选择性表达质粒的转染，与未经转染的RPE细胞作对照。经免疫印迹检测确定，阳性转染 RPE细胞a、β晶状体蛋白的表达水平升高。3组RPE细胞 同时经300 μmol/L H2O2处理75 min造成氧化损伤，用比 色法检测caspase-3活性来观察凋亡的发生情况。结果显 示，野生型及阴性转染的RPE细胞经300 μmol/L H2O2处理后caspase-3活性比未经H 2O2处理的RPE细胞升高了3.5倍，而在阳性转染的RPE细胞，caspase-3活性仅升高了1.5倍或保持不变，a、β晶状体蛋白阳性转染的RPE细胞表 现出了对氧化应激所诱导的caspase-3活性升高的抵抗性， caspase-3是细胞凋亡的最终执行者，a、β晶状体蛋白对应激 状态下RPE细胞caspase-3活性的抑制是其抗RPE细胞凋 亡的主要机制之一。研究者同时检测了3组RPE细胞在 H2O2作用下的生存活性。将3组RPE细胞经300 μmol/LH2O2处理2 h后用核标记法检测细胞的存活能力，无生存 活性的RPE细胞核被染成红色。结果显示，a、β晶状体蛋白 阳性转染的RPE细胞组的无活性细胞比阴性转染及未转染的野生型RPE细胞减少了48%～69%，说明a、β晶状体蛋 白提高了RPE细胞的生存活性，抑制氧化应激诱导的RPE 细胞的凋亡。
3.3 HSPs与RPE细胞应激时的“膜大疱”现象
“膜大疱”是细胞受到伤害性刺激后出现的细胞膜的出疱现象，主要是由细胞骨架蛋白聚集形成的，有致死性和非 致死性两种［10］。近年来的研究发现，致死性的“膜大疱”与 细胞凋亡时caspase的激活和细胞的核碎裂有一定的联系，而非致死性的“膜大疱”是细胞对损伤应激防御性反应。非 致死性的“膜大疱”有利于增强细胞抗损伤能力，保护细胞器 和细胞运动蛋白，减少应激对细胞的进一步损害。STRUN- NIKOVA等研究发现，RPE细胞在H2O2的作用下出现了非致死性的“膜大疱”，且在“膜大疱”局部观察到有大量 HSP27潴留，形成“膜大疱”的RPE细胞表现出了抗髓过氧 化物酶诱导的RPE细胞凋亡的特性，说明HSP27参与了 RPE细胞的非致死性的“膜大疱”的形成，增强了RPE细胞 对损伤的抵抗性，有利于防止致死性“膜大疱”进一步形成。
3.4 HSPs对RPE细胞的其他保护
HSP27尚可增加细胞内谷胱甘肽（GSH）的水平［11］，这对RPE细胞尤为重要，因为细胞内GSH可减轻氧化应激对 RPE细胞损伤。HSPs能促进RPE细胞的生长，HSPs的抗体则能引起RPE细胞的凋亡。XIANG等 ［12］的研究显示，RPE细胞中加入HSP90的抑制剂格尔德霉素后，RPE细胞 的凋亡明显增加，且RPE细胞的凋亡率随格尔德霉素浓度的增加而升高，呈剂量依赖性，说明HSP90对维持RPE细胞的生存具有重要意义。
4 展望
RPE细胞死亡或增殖在许多玻璃体视网膜疾病的病理过程中起到关键的作用，在增生性玻璃体视网膜病变及年龄 相关性黄斑变性等多种玻璃体视网膜疾病中都存在RPE细 胞的凋亡。年龄相关性黄斑变性具体发病机制虽不完全清楚，但氧化损伤在其中起着十分重要的作用，已有研究表明，黄斑区的氧化损伤易感性随年龄增加而增加［13］ ，尤其是 RPE细胞中的过氧化氢酶（CAT）活性随年龄增加而下降， 并且在年龄相关性黄斑变性病人的RPE细胞中CAT活性 显著减弱［14］ 。RPE细胞的损害发生于年龄相关性黄斑变性 早期，年龄相关性黄斑变性可能是各种应激因素造成RPE 细胞功能代偿失调和细胞死亡导致的黄斑变性退变［15］，因此，以上关于HSPs对RPE细胞保护功能的研究为寻找ARMD及其他多种玻璃体视网膜疾病的发病机制和治疗方法提供了新的思路。
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（青岛大学医学院附属医院眼科，山东 青岛 266003）