综述:细胞外颗粒酶B在角膜和结膜疾病中的潜在作用:一篇叙述性综述

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Experimental Eye Research 2.7

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  这篇综述深入探讨了丝氨酸蛋白酶颗粒酶B(GrB)在角膜和结膜疾病中的新兴作用,系统梳理了其通过细胞外活性介导的病理机制,包括炎症失调、基底膜破坏、上皮-间质转化(EMT)、纤维化及新生血管形成等。作者团队整合了眼部与全身疾病的研究证据,提出GrB可能成为治疗眼表疾病(如干眼症、翼状胬肉、Stevens-Johnson综合征等)的新靶点,并强调了其在衰老和紫外线(UV)暴露相关病变中的潜在贡献。

  

引言

角膜和结膜作为眼表的核心结构,其炎症性疾病是全球视力障碍的主要诱因。颗粒酶B(Granzyme B, GrB)作为免疫系统中的丝氨酸蛋白酶,传统认知中通过穿孔素依赖途径诱导靶细胞凋亡。然而,近年研究发现其细胞外活性可切割多种底物,参与组织重塑、屏障功能障碍等病理过程,成为眼表疾病研究的新焦点。

颗粒酶B的多维角色

2.1 丝氨酸蛋白酶与颗粒酶家族
GrB属于丝氨酸蛋白酶超家族,其活性中心含关键丝氨酸残基。人类基因组中已鉴定出5种颗粒酶(GrA、GrB、GrH、GrK、GrM),其中GrB因高效的底物切割能力被广泛研究。

2.2 细胞内功能:免疫监视的“执行者”
在细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)和自然杀伤(NK)细胞中,GrB通过穿孔素介导的 caspase 依赖/非依赖途径清除病毒感染或肿瘤细胞,发挥免疫防御核心作用。

2.3 细胞外功能:疾病进程的“推手”
当GrB释放至细胞外空间,缺乏内源性抑制剂的特性使其可切割细胞外基质(ECM)蛋白(如纤维连接蛋白、层粘连蛋白)、细胞黏附分子(如E-钙黏蛋白)及细胞因子前体(如pro-IL-1α),导致四大病理效应:

  1. 炎症放大:通过激活IL-1α/IL-18及PAR-2受体,驱动慢性炎症;
  2. 屏障破坏:降解α6β4整合素、胶原XVII等基底膜锚定蛋白,诱发上皮脱落;
  3. 纤维化:切割饰胶蛋白聚糖(decorin)释放TGF-β1,促进肌成纤维细胞转化;
  4. 血管新生:分解血小板反应蛋白-1(TSP-1)解除其抗血管生成抑制。

眼表疾病中的GrB证据

3.1 临床关联性

  • 翼状胬肉:患者病变组织中GrB+肥大细胞密度显著增加,且与UV暴露呈正相关;
  • 角膜移植排斥:穿透性角膜移植术(PK)后GrB mRNA表达激增,伴随更强的新生血管反应;
  • Stevens-Johnson综合征:患者泪液中GrB与穿孔素水平升高,提示其参与黏膜屏障崩解。

3.2 分子机制解析

  • ECM重塑:GrB切割角膜基质中的饰胶蛋白聚糖,释放的TGF-β1驱动角膜细胞向肌成纤维细胞转分化;
  • EMT促进:在翼状胬肉中,GrB通过降解E-钙黏蛋白,激活Snail信号通路,加速上皮细胞迁移侵袭;
  • 内皮失巢凋亡:Fuchs内皮营养不良患者的角膜内皮细胞分泌GrB,可能通过层粘连蛋白-511降解诱发细胞脱落。

治疗潜力与挑战

尽管GrB抑制剂(如VTI-1002)在湿性年龄相关性黄斑变性(nAMD)模型中已显示抗血管生成效果,但眼表疾病的应用仍需解决两大问题:

  1. 组织特异性递送:如何精准靶向角膜/结膜病变区域;
  2. 动态平衡维护:避免干扰GrB在免疫监视中的生理功能。

未来方向

建议通过类器官模型模拟眼表微环境,结合单细胞测序技术解析GrB的细胞来源异质性,并开发局部缓释制剂以评估其临床转化价值。

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