雌激素通过与雌激素受体(ER)结合而发挥生理功能, ER亚型和特异性激动剂和拮抗剂的研究进展为进一步认识雌激素作用机制提供了可能。雌激素可能通过对视网膜血管内皮细胞、色素上皮细胞、神经节细胞、光感受器细胞和Müller细胞等主要视网膜细胞功能的影响, 改善血视网膜屏障、保护视网膜光感受器细胞、视神经, 减轻氧化应激反应对视网膜色素上皮细胞损害。详尽研究ER各亚型在视网膜主要细胞的分布及特异性激动剂和拮抗剂对这些细胞的作用将为眼底病的防治开拓一个新的领域。
引用本文： 张红兵, 张仙娇, 汪耀, 王亮. 雌激素对视网膜主要细胞功能的影响. 中华眼底病杂志, 2015, 31(3): 314-317. doi: 10.3760/cma.j.issn.1005-1015.2015.03.030 复制
雌激素除了作为性激素发挥相应功能之外，还影响骨骼、心血管及神经系统的结构和功能；对早产儿视网膜病变、老年性黄斑变性、葡萄膜炎和视网膜静脉阻塞等眼底疾病的发生发展也具有重要影响[1]。雌激素通过与雌激素受体(ER)结合而发挥生理功能；ER亚型和特异性激动剂和拮抗剂的研究近年获得了很大进展。雌激素对视网膜血管内皮细胞、视网膜色素上皮(RPE)细胞、视网膜神经节细胞(RGC)、光感受器细胞和Müller细胞等主要视网膜细胞功能均有一定影响，现将相关研究综述如下。
1 ER及其激动剂和拮抗剂
雌激素与ER结合后，通过基因和非基因两个途径发挥作用。基因途径是雌激素与ER结合后进入细胞核，与DNA上的雌激素反应元件(ERE)结合，发挥转录调控作用；非基因途径是雌激素与质膜ER结合后，通过激活多种蛋白激酶发挥快速调控作用[2, 3]。目前发现的ER主要有ERα、ERβ、G蛋白藕联ER(GPER)、G蛋白有关的雌激素膜受体(Gq-mER)和ER-X。
ERα分布于细胞浆和质膜，雌激素与细胞浆ERα结合后进入细胞核，与DNA上ERE结合后发挥转录调控作用；与质膜ERα结合后，通过质膜上G蛋白激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和蛋白激酶C，快速调节细胞内信号传导[4, 5]。ERα包括ERα66、ERα46和ERα36共3种亚型。ERα66是野生型受体，ERα46和ERα36是编码ERα66外显子的部分表达。ERα66在细胞浆和质膜均有分布，雌激素与ERα66结合后通过基因和非基因途径，发挥抗炎、调控血管内皮细胞再生、一氧化氮释放和血管生成等作用[6, 7]。ERα36主要位于质膜，有雌激素配体结合域和DNA结合域，没有转录启动域激活功能，因此没有内在转录活性，主要参与雌激素非基因性信号传导，对ERα和ERβ的转录活性有抑制作用，并与乳腺癌对内分泌疗法的抵抗性有关[8, 9]。ERα46可以与ERβ和ERα形成异二聚体，与ERE的亲和力高于ERα同二聚体[10]。17β雌二醇促进巨噬细胞ERα46表达抑制趋化因子配体8表达[11]。ERα46通过抑制ERα66的第一激动功能区活性抑制乳腺癌肿瘤细胞增生[12]。血管内皮细胞质膜的ERα可能以ERα46形式存在，并通过c-Src-磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B途径快速激活血管内皮细胞一氧化氮合成酶[13, 14]。
ERβ具有抑制细胞增生和促进细胞凋亡的作用，目前共发现5个亚型。ERβ1是野生型受体，ERβ2~5是编码ERβ1外显子的部分表达。ERβ2与雌二醇的结合力低于ERβ1和ERα，但是结合后可以激活转录反应；ERβ2可与ERβ1、ERβ2和ERα结合形成二聚体，不能与配体和其他激活子结合，不具有转录活性，从而降低其他受体的作用；ERβ3主要存在于睾丸组织，可与其他ERβ亚型和ERα形成与DNA结合的异或同二聚体；ERβ1~3之间及其与ERα亚型之间可以形成与DNA结合的异二聚体和同二聚体[15, 16]。ERβ4和ERβ5可以与DNA上启动子序列结合但是不与雌激素结合，发挥独特的转录活性。ERα可以与ERβ5形成异二聚体并抑制其转录活性，但是对ERβ4则没有这种抑制作用[17]。ERβ5多肽的C-末端被修剪后缺失了第二激动功能区核心结构域，与DNA结合能力显著降低，但是能显著抑制ERα激活后的转录活性[18]。
GPER曾被称为G蛋白偶联受体(GPR)30，属于质膜GPR，是近年发现的位于细胞膜和内质网膜的新ER。GPER可被ERα和ERβ激动剂、拮抗剂ICI182780和调节剂Tamoxifen激活，有特异性激动剂G1和拮抗剂G15，可快速促进细胞内Ca离子和环磷酸腺苷(cAMP)浓度显著升高，以及MAPK/细胞外信号调节激酶(ERK)等信号通路激活[19-21]。最近发现GPER不仅在雌激素促进肿瘤细胞增生方面发挥重要作用，还在雌激素调控血管再生和生理功能方面发挥重要作用，如抑制血管收缩、调节血管紧张性和减轻心肌缺血再灌注损伤[20, 21]。
Gq-mER是另一种膜ER，主要位于豚鼠和小鼠的下丘脑神经元。其激动后不但可以快速激活蛋白激酶C，还可以调控与神经细胞兴奋性、信号传导和能量代谢有关基因的转录，对下丘脑γ-氨基丁酸、阿黑皮素原和多巴胺神经元的活动产生明显作用，特异性激动剂为STX[22, 23]。
ER-X与ERα、ERβ不同，主要位于出生后不久的脑组织和子宫细胞质膜上小窝样微区域，能够快速持续的磷酸化并激活MAPK/ERK信号途径，对神经细胞的生存和分化具有重要作用[24, 25]。但目前有关ER-X的后续研究报道较少。
目前有关雌激素研究常用17β-雌二醇作为ER激动剂，用Tamoxifen或ICI182780作为ER拮抗剂，但17β雌二醇对ERα和ERβ都具有激动作用，很难区分哪个受体发挥主导作用[26, 27]。Tamoxifen严格意义上属于ER调节剂(SERMs)，因为它在一些组织中发挥ER拮抗作用，而在另外一些组织中则发挥ER激动作用[28, 29]。其在视网膜中究竟发挥ER拮抗还是激动作用目前尚不清楚。ICI182780是最常用的ER拮抗剂，对ERα和ERβ都有拮抗作用，因此在区分雌激素ER亚型的作用时尚有困难[29, 30]。Propylpyrazoletriol(PPT)和diarylpropionitrile (DPN)是ERα、ERβ的特异性激动剂。PPT与ERα的亲和力较其与ERβ的亲和力大400倍，而DPN与ERβ有极高的亲和力[29]，但它们在眼底病研究中的应用还不多。如estrogen-dendrimer conjugates(EDC)和E2-conjugated bovine serum albumin(E2-BSA)作为大分子ER激动剂，只作用于膜ER，不能进入细胞内与细胞浆ER结合，能够区分雌激素通过质膜或细胞浆ER发挥作用。雌激素通过膜ER和磷脂酰肌醇3激酶途径和细胞浆ER基因途径，分别调控大鼠垂体前叶的一氧化氮水平[31]。E2-BSA通过与膜ERα结合调控蛋白小凹-1，促进内皮祖细胞增生[32]。这些结果为研究雌激素非基因途径作用提供了帮助。
由于雌激素可导致深静脉血栓、肺动脉栓塞、急性心肌梗死、脑血管意外、乳腺和子宫癌变等并发症，开发研究ER各个亚型亲和力高的雌激素类合成药物，在有效发挥雌激素作用的同时不对机体其他组织产生副作用可能是今后的研究重点。这方面目前的研究进展有：(1)ERα特异性激动剂PPT和ERβ的特异性激动剂DPN和GTx-822[23, 29]；(2)EDC、E2-BSA等ER大分子激动剂便于认识膜ER的作用[31, 33]；(3)ERβ受体激动剂(β-LGND2)、ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10等无性激素活性的雌激素合成物[32, 34]。
2 雌激素对视网膜主要细胞功能的影响
Ma等[35]发现，低氧条件下牛视网膜血管内皮细胞的血管内皮生长因子(VEGF)和低氧诱导因子-1α(HIF-1α)基因表达增加，VEGF、HIF-1αmRNA和蛋白表达水平呈正相关；正常氧条件下17β雌二醇促进VEGF mRNA表达呈剂量依赖性，而HIF-1α的mRNA表达没有显著变化；低氧条件下17β雌二醇减少VEGF和HIF-1α基因的翻译和表达呈剂量和时间依赖性。Parvathaneni等[36]发现，17β-雌二醇与ERβ结合后，通过PI3K和MAPK途径调控色素上皮源性生长因子(PEDF)表达，促进恒河猴脉络膜视网膜血管内皮细胞生长。Giddabasappa等[34]发现，无雌激素活性的β-LGND2能够抑制高氧和低氧条件下人视网膜微血管内皮细胞死亡，促进视网膜血管正常发育，抑制新生血管生成。这些研究结果提示这类药物可能用于治疗视网膜新生血管性疾病。
Giddabasappa等[37, 38]发现，人RPE细胞株ARPE-19上有ERα和ERβ分布，17β雌二醇通过ERβ减轻叔丁基氢氧化物和H2O2诱导ARPE-19的氧化应激反应，减少ARPE-19内活性氧(ROS)生成和线粒体去极化，减少ARPE-19凋亡；ERβ激动剂GTx-822，通过促进抗氧化基因GPx-2和HO-1表达，以及ERK1/2、PI3K和Bad磷酸化，减轻氧化应激诱导ARPE-19凋亡。Yu等[39]发现，17β雌二醇通过调控RPE基因表达减轻H2O2对RPE的损害，其中表达上调的基因主要包括半胱氨酸蛋白酶、细胞外基质蛋白、代谢途径成分、三磷酸鸟苷/二磷酸鸟苷转换成分、G-蛋白三磷酸鸟苷酶的活性调节成分、转录的激活和抑制因子等，表达下调的基因包括RPE凋亡相关蛋白的基因。提示雌激素对与氧化应激有关的视网膜病变可能有防治作用。Paimela等[40, 41]发现，17β雌二醇可能通过抑制核因子κB(NF-κB)与DNA结合和非基因途径，减少脂多糖诱导ARPE-19分泌白细胞介素6，抑制炎症反应。提示雌激素对视网膜炎症性疾病也可能有改善作用。Elliot等[42]发现，17β雌二醇通过ERβ调控基质金属蛋白酶(MMP)-2、MMP抑制剂(TIMP)-2和MMP-14三分子复合体生成，促进小鼠RPE外基质代谢。Kimura等[43]发现，17β雌二醇通过抑制MMP释放、α平滑肌肌动蛋白表达和纤维连接蛋白分泌等作用抑制RPE的收缩。Cho等[44]和Kim等[45]发现，它莫西芬促进ARPE-19的自噬和凋亡。提示雌激素对RPE的功能也有调控作用。
Kaja等[46]发现，雌激素能够减轻成年雌性大鼠缺血性视网膜病变中RGC突触连接的早期改变和继发的细胞凋亡。Kumar等[34]研究无性激素活性的3个雌激素合成物ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10的作用时发现，ZYC-1与ER结合力与17β雌二醇类似，ZYC-10与ER结合力弱于17β雌二醇，ZYC-3与ER无结合力；大鼠视网膜RGC-5上ERα分布显著，而ERβ很少；谷氨酸促使培养的50%~60%RGC-5死亡，17β雌二醇和ZYC-1、ZYC-3、ZYC-10能够明显抑制这种作用，效力为ZYC-3＞ZYC-1＞ZYC-10，ICI 182780不能逆转这些合成雌激素的神经保护作用。提示它们可能不通过经典ER保护视神经。Nakazawa等[47]发现，17β雌二醇能够通过ERK-c-Fos途径，保护切断视神经的成年去势雌性大鼠RGC死亡。Hayashi等[48]发现，17β雌二醇与ER结合后，通过磷酸化ERK，减轻N-甲基-D-天冬氨酸对RGC的毒性。Zhou等[49]发现，17β雌二醇与ER结合后，通过蛋白激酶B /cAMP反应元件结合蛋白/硫氧还原蛋白-1和MAPK/NF-κB途径，减少青光眼模型DBA/2J小鼠RGC凋亡。Russo等[50]发现，17β雌二醇通过ER减少谷氨酸生成，减轻高眼压导致RGC细胞死亡。Kitaoka等[51]发现，视神经轴突中有大量硫氧化还原蛋白-1，玻璃体内注射肿瘤坏死因子(TNF)后视神经内硫氧化还原蛋白-1含量明显降低，RGC变性死亡增多，17β雌二醇能够明显逆转TNF减少RGC内硫氧化还原蛋白-1这种作用，保护视神经和轴突。Koseki等[52]发现，谷氨酸和丁硫堇能够降低RGC-5细胞中14-3-3 zeta蛋白总量和磷酸化水平，促进RGC-5死亡，17β雌二醇虽然不能抑制RGC-5中14-3-3 zeta蛋白总量降低，但是可以抑制其磷酸化水平降低，减少RGC-5死亡。Giordano等[53]发现，Leber遗传性视神经病变杂交细胞产生过多活性氧，其线粒体呈超分散形态并且膜电位下降，细胞凋亡速率增加，17β雌二醇通过激活超氧化物歧化酶和促进线粒体生物合成，显著抑制这些病理变化，ICI182780能够显著逆转17β雌二醇这种作用。这可能是Leber遗传性视神经病变多发于男性的原因，同时说明雌激素类药物可能用于防治该病。Hao等[54]发现，17β雌二醇通过稳定线粒体膜电位、减少细胞内ROS生成、上调B细胞淋巴瘤/白血病-2基因(bcl-2)表达、下调bcl-2相关X蛋白表达和减少细胞色素C生成，减少高糖诱导的RGC-5凋亡，而它莫昔芬逆转了雌激素这种作用。这些研究结果说明雌激素可能通过多种途径对RGC发挥保护作用。
Dykens等[55]发现，眼内注射无性激素活性的雌激素合成物MITO-4565，对S334ter转基因视网膜色素变性小鼠模型的光感受器细胞具有保护作用。Yamashita等[56]发现，DR动物模型中，去势雌性大鼠视网膜电图中视锥细胞振幅值显著低于未去势雌性大鼠。Nixon和Simpkins[57]发现，17β-雌二醇及合成雌激素能够减轻谷氨酸对光感受器细胞的损伤，这种作用可能是通过雌激素膜受体mER或GPR30，并非通过经典ERα和ERβ发生。锌指蛋白是真核细胞内最常见的调节因子，其亚型ZBED4在视网膜视锥细胞和Müller细胞内有显著表达，并与ERα相互作用，雌激素可能通过该受体调节视锥细胞的功能[58, 59]。
Müller细胞是视网膜大胶质细胞，主要负责视网膜神经元细胞生存、信息加工和处理代谢产物。17β雌二醇通过调控雌激素反应基因血小板反应素1、促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶3、性别决定区Y-框11和PEDF表达，抑制H2O2诱导Müller细胞凋亡，增加Müller细胞生存能力[60]。此外，雌激素可能通过ERα调控ZBED4，从而调节Müller细胞的功能[58, 59]。提示雌激素对Müller细胞的功能也有调节作用。
3 展望
雌激素在早产儿视网膜病变、老年性黄斑变性、葡萄膜炎和视网膜静脉阻塞等常见眼底疾病的作用已有较多报道[1]，上述基础研究进一步证实雌激素对视网膜血管内皮细胞、RPE细胞、RGC、Müller细胞和光感受器细胞具有保护作用，详尽研究ER各个亚型在视网膜不同细胞的表达和分布，并用选择性强的ER亚型激动剂来研究雌激素对视网膜细胞的作用机制，进而推广到相关的视网膜病变研究当中，将为眼底病的防治开拓一个新的领域。
雌激素除了作为性激素发挥相应功能之外，还影响骨骼、心血管及神经系统的结构和功能；对早产儿视网膜病变、老年性黄斑变性、葡萄膜炎和视网膜静脉阻塞等眼底疾病的发生发展也具有重要影响[1]。雌激素通过与雌激素受体(ER)结合而发挥生理功能；ER亚型和特异性激动剂和拮抗剂的研究近年获得了很大进展。雌激素对视网膜血管内皮细胞、视网膜色素上皮(RPE)细胞、视网膜神经节细胞(RGC)、光感受器细胞和Müller细胞等主要视网膜细胞功能均有一定影响，现将相关研究综述如下。
1 ER及其激动剂和拮抗剂
雌激素与ER结合后，通过基因和非基因两个途径发挥作用。基因途径是雌激素与ER结合后进入细胞核，与DNA上的雌激素反应元件(ERE)结合，发挥转录调控作用；非基因途径是雌激素与质膜ER结合后，通过激活多种蛋白激酶发挥快速调控作用[2, 3]。目前发现的ER主要有ERα、ERβ、G蛋白藕联ER(GPER)、G蛋白有关的雌激素膜受体(Gq-mER)和ER-X。
ERα分布于细胞浆和质膜，雌激素与细胞浆ERα结合后进入细胞核，与DNA上ERE结合后发挥转录调控作用；与质膜ERα结合后，通过质膜上G蛋白激活丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和蛋白激酶C，快速调节细胞内信号传导[4, 5]。ERα包括ERα66、ERα46和ERα36共3种亚型。ERα66是野生型受体，ERα46和ERα36是编码ERα66外显子的部分表达。ERα66在细胞浆和质膜均有分布，雌激素与ERα66结合后通过基因和非基因途径，发挥抗炎、调控血管内皮细胞再生、一氧化氮释放和血管生成等作用[6, 7]。ERα36主要位于质膜，有雌激素配体结合域和DNA结合域，没有转录启动域激活功能，因此没有内在转录活性，主要参与雌激素非基因性信号传导，对ERα和ERβ的转录活性有抑制作用，并与乳腺癌对内分泌疗法的抵抗性有关[8, 9]。ERα46可以与ERβ和ERα形成异二聚体，与ERE的亲和力高于ERα同二聚体[10]。17β雌二醇促进巨噬细胞ERα46表达抑制趋化因子配体8表达[11]。ERα46通过抑制ERα66的第一激动功能区活性抑制乳腺癌肿瘤细胞增生[12]。血管内皮细胞质膜的ERα可能以ERα46形式存在，并通过c-Src-磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B途径快速激活血管内皮细胞一氧化氮合成酶[13, 14]。
ERβ具有抑制细胞增生和促进细胞凋亡的作用，目前共发现5个亚型。ERβ1是野生型受体，ERβ2~5是编码ERβ1外显子的部分表达。ERβ2与雌二醇的结合力低于ERβ1和ERα，但是结合后可以激活转录反应；ERβ2可与ERβ1、ERβ2和ERα结合形成二聚体，不能与配体和其他激活子结合，不具有转录活性，从而降低其他受体的作用；ERβ3主要存在于睾丸组织，可与其他ERβ亚型和ERα形成与DNA结合的异或同二聚体；ERβ1~3之间及其与ERα亚型之间可以形成与DNA结合的异二聚体和同二聚体[15, 16]。ERβ4和ERβ5可以与DNA上启动子序列结合但是不与雌激素结合，发挥独特的转录活性。ERα可以与ERβ5形成异二聚体并抑制其转录活性，但是对ERβ4则没有这种抑制作用[17]。ERβ5多肽的C-末端被修剪后缺失了第二激动功能区核心结构域，与DNA结合能力显著降低，但是能显著抑制ERα激活后的转录活性[18]。
GPER曾被称为G蛋白偶联受体(GPR)30，属于质膜GPR，是近年发现的位于细胞膜和内质网膜的新ER。GPER可被ERα和ERβ激动剂、拮抗剂ICI182780和调节剂Tamoxifen激活，有特异性激动剂G1和拮抗剂G15，可快速促进细胞内Ca离子和环磷酸腺苷(cAMP)浓度显著升高，以及MAPK/细胞外信号调节激酶(ERK)等信号通路激活[19-21]。最近发现GPER不仅在雌激素促进肿瘤细胞增生方面发挥重要作用，还在雌激素调控血管再生和生理功能方面发挥重要作用，如抑制血管收缩、调节血管紧张性和减轻心肌缺血再灌注损伤[20, 21]。
Gq-mER是另一种膜ER，主要位于豚鼠和小鼠的下丘脑神经元。其激动后不但可以快速激活蛋白激酶C，还可以调控与神经细胞兴奋性、信号传导和能量代谢有关基因的转录，对下丘脑γ-氨基丁酸、阿黑皮素原和多巴胺神经元的活动产生明显作用，特异性激动剂为STX[22, 23]。
ER-X与ERα、ERβ不同，主要位于出生后不久的脑组织和子宫细胞质膜上小窝样微区域，能够快速持续的磷酸化并激活MAPK/ERK信号途径，对神经细胞的生存和分化具有重要作用[24, 25]。但目前有关ER-X的后续研究报道较少。
目前有关雌激素研究常用17β-雌二醇作为ER激动剂，用Tamoxifen或ICI182780作为ER拮抗剂，但17β雌二醇对ERα和ERβ都具有激动作用，很难区分哪个受体发挥主导作用[26, 27]。Tamoxifen严格意义上属于ER调节剂(SERMs)，因为它在一些组织中发挥ER拮抗作用，而在另外一些组织中则发挥ER激动作用[28, 29]。其在视网膜中究竟发挥ER拮抗还是激动作用目前尚不清楚。ICI182780是最常用的ER拮抗剂，对ERα和ERβ都有拮抗作用，因此在区分雌激素ER亚型的作用时尚有困难[29, 30]。Propylpyrazoletriol(PPT)和diarylpropionitrile (DPN)是ERα、ERβ的特异性激动剂。PPT与ERα的亲和力较其与ERβ的亲和力大400倍，而DPN与ERβ有极高的亲和力[29]，但它们在眼底病研究中的应用还不多。如estrogen-dendrimer conjugates(EDC)和E2-conjugated bovine serum albumin(E2-BSA)作为大分子ER激动剂，只作用于膜ER，不能进入细胞内与细胞浆ER结合，能够区分雌激素通过质膜或细胞浆ER发挥作用。雌激素通过膜ER和磷脂酰肌醇3激酶途径和细胞浆ER基因途径，分别调控大鼠垂体前叶的一氧化氮水平[31]。E2-BSA通过与膜ERα结合调控蛋白小凹-1，促进内皮祖细胞增生[32]。这些结果为研究雌激素非基因途径作用提供了帮助。
由于雌激素可导致深静脉血栓、肺动脉栓塞、急性心肌梗死、脑血管意外、乳腺和子宫癌变等并发症，开发研究ER各个亚型亲和力高的雌激素类合成药物，在有效发挥雌激素作用的同时不对机体其他组织产生副作用可能是今后的研究重点。这方面目前的研究进展有：(1)ERα特异性激动剂PPT和ERβ的特异性激动剂DPN和GTx-822[23, 29]；(2)EDC、E2-BSA等ER大分子激动剂便于认识膜ER的作用[31, 33]；(3)ERβ受体激动剂(β-LGND2)、ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10等无性激素活性的雌激素合成物[32, 34]。
2 雌激素对视网膜主要细胞功能的影响
Ma等[35]发现，低氧条件下牛视网膜血管内皮细胞的血管内皮生长因子(VEGF)和低氧诱导因子-1α(HIF-1α)基因表达增加，VEGF、HIF-1αmRNA和蛋白表达水平呈正相关；正常氧条件下17β雌二醇促进VEGF mRNA表达呈剂量依赖性，而HIF-1α的mRNA表达没有显著变化；低氧条件下17β雌二醇减少VEGF和HIF-1α基因的翻译和表达呈剂量和时间依赖性。Parvathaneni等[36]发现，17β-雌二醇与ERβ结合后，通过PI3K和MAPK途径调控色素上皮源性生长因子(PEDF)表达，促进恒河猴脉络膜视网膜血管内皮细胞生长。Giddabasappa等[34]发现，无雌激素活性的β-LGND2能够抑制高氧和低氧条件下人视网膜微血管内皮细胞死亡，促进视网膜血管正常发育，抑制新生血管生成。这些研究结果提示这类药物可能用于治疗视网膜新生血管性疾病。
Giddabasappa等[37, 38]发现，人RPE细胞株ARPE-19上有ERα和ERβ分布，17β雌二醇通过ERβ减轻叔丁基氢氧化物和H2O2诱导ARPE-19的氧化应激反应，减少ARPE-19内活性氧(ROS)生成和线粒体去极化，减少ARPE-19凋亡；ERβ激动剂GTx-822，通过促进抗氧化基因GPx-2和HO-1表达，以及ERK1/2、PI3K和Bad磷酸化，减轻氧化应激诱导ARPE-19凋亡。Yu等[39]发现，17β雌二醇通过调控RPE基因表达减轻H2O2对RPE的损害，其中表达上调的基因主要包括半胱氨酸蛋白酶、细胞外基质蛋白、代谢途径成分、三磷酸鸟苷/二磷酸鸟苷转换成分、G-蛋白三磷酸鸟苷酶的活性调节成分、转录的激活和抑制因子等，表达下调的基因包括RPE凋亡相关蛋白的基因。提示雌激素对与氧化应激有关的视网膜病变可能有防治作用。Paimela等[40, 41]发现，17β雌二醇可能通过抑制核因子κB(NF-κB)与DNA结合和非基因途径，减少脂多糖诱导ARPE-19分泌白细胞介素6，抑制炎症反应。提示雌激素对视网膜炎症性疾病也可能有改善作用。Elliot等[42]发现，17β雌二醇通过ERβ调控基质金属蛋白酶(MMP)-2、MMP抑制剂(TIMP)-2和MMP-14三分子复合体生成，促进小鼠RPE外基质代谢。Kimura等[43]发现，17β雌二醇通过抑制MMP释放、α平滑肌肌动蛋白表达和纤维连接蛋白分泌等作用抑制RPE的收缩。Cho等[44]和Kim等[45]发现，它莫西芬促进ARPE-19的自噬和凋亡。提示雌激素对RPE的功能也有调控作用。
Kaja等[46]发现，雌激素能够减轻成年雌性大鼠缺血性视网膜病变中RGC突触连接的早期改变和继发的细胞凋亡。Kumar等[34]研究无性激素活性的3个雌激素合成物ZYC-1、ZYC-3和ZYC-10的作用时发现，ZYC-1与ER结合力与17β雌二醇类似，ZYC-10与ER结合力弱于17β雌二醇，ZYC-3与ER无结合力；大鼠视网膜RGC-5上ERα分布显著，而ERβ很少；谷氨酸促使培养的50%~60%RGC-5死亡，17β雌二醇和ZYC-1、ZYC-3、ZYC-10能够明显抑制这种作用，效力为ZYC-3＞ZYC-1＞ZYC-10，ICI 182780不能逆转这些合成雌激素的神经保护作用。提示它们可能不通过经典ER保护视神经。Nakazawa等[47]发现，17β雌二醇能够通过ERK-c-Fos途径，保护切断视神经的成年去势雌性大鼠RGC死亡。Hayashi等[48]发现，17β雌二醇与ER结合后，通过磷酸化ERK，减轻N-甲基-D-天冬氨酸对RGC的毒性。Zhou等[49]发现，17β雌二醇与ER结合后，通过蛋白激酶B /cAMP反应元件结合蛋白/硫氧还原蛋白-1和MAPK/NF-κB途径，减少青光眼模型DBA/2J小鼠RGC凋亡。Russo等[50]发现，17β雌二醇通过ER减少谷氨酸生成，减轻高眼压导致RGC细胞死亡。Kitaoka等[51]发现，视神经轴突中有大量硫氧化还原蛋白-1，玻璃体内注射肿瘤坏死因子(TNF)后视神经内硫氧化还原蛋白-1含量明显降低，RGC变性死亡增多，17β雌二醇能够明显逆转TNF减少RGC内硫氧化还原蛋白-1这种作用，保护视神经和轴突。Koseki等[52]发现，谷氨酸和丁硫堇能够降低RGC-5细胞中14-3-3 zeta蛋白总量和磷酸化水平，促进RGC-5死亡，17β雌二醇虽然不能抑制RGC-5中14-3-3 zeta蛋白总量降低，但是可以抑制其磷酸化水平降低，减少RGC-5死亡。Giordano等[53]发现，Leber遗传性视神经病变杂交细胞产生过多活性氧，其线粒体呈超分散形态并且膜电位下降，细胞凋亡速率增加，17β雌二醇通过激活超氧化物歧化酶和促进线粒体生物合成，显著抑制这些病理变化，ICI182780能够显著逆转17β雌二醇这种作用。这可能是Leber遗传性视神经病变多发于男性的原因，同时说明雌激素类药物可能用于防治该病。Hao等[54]发现，17β雌二醇通过稳定线粒体膜电位、减少细胞内ROS生成、上调B细胞淋巴瘤/白血病-2基因(bcl-2)表达、下调bcl-2相关X蛋白表达和减少细胞色素C生成，减少高糖诱导的RGC-5凋亡，而它莫昔芬逆转了雌激素这种作用。这些研究结果说明雌激素可能通过多种途径对RGC发挥保护作用。
Dykens等[55]发现，眼内注射无性激素活性的雌激素合成物MITO-4565，对S334ter转基因视网膜色素变性小鼠模型的光感受器细胞具有保护作用。Yamashita等[56]发现，DR动物模型中，去势雌性大鼠视网膜电图中视锥细胞振幅值显著低于未去势雌性大鼠。Nixon和Simpkins[57]发现，17β-雌二醇及合成雌激素能够减轻谷氨酸对光感受器细胞的损伤，这种作用可能是通过雌激素膜受体mER或GPR30，并非通过经典ERα和ERβ发生。锌指蛋白是真核细胞内最常见的调节因子，其亚型ZBED4在视网膜视锥细胞和Müller细胞内有显著表达，并与ERα相互作用，雌激素可能通过该受体调节视锥细胞的功能[58, 59]。
Müller细胞是视网膜大胶质细胞，主要负责视网膜神经元细胞生存、信息加工和处理代谢产物。17β雌二醇通过调控雌激素反应基因血小板反应素1、促分裂原活化蛋白激酶激酶激酶3、性别决定区Y-框11和PEDF表达，抑制H2O2诱导Müller细胞凋亡，增加Müller细胞生存能力[60]。此外，雌激素可能通过ERα调控ZBED4，从而调节Müller细胞的功能[58, 59]。提示雌激素对Müller细胞的功能也有调节作用。
3 展望
雌激素在早产儿视网膜病变、老年性黄斑变性、葡萄膜炎和视网膜静脉阻塞等常见眼底疾病的作用已有较多报道[1]，上述基础研究进一步证实雌激素对视网膜血管内皮细胞、RPE细胞、RGC、Müller细胞和光感受器细胞具有保护作用，详尽研究ER各个亚型在视网膜不同细胞的表达和分布，并用选择性强的ER亚型激动剂来研究雌激素对视网膜细胞的作用机制，进而推广到相关的视网膜病变研究当中，将为眼底病的防治开拓一个新的领域。