随着社会生活水平的提高，糖尿病的发病率逐年上升，糖尿病视网膜病变 （diabetic retinopathy，DR）也逐步发展为当今世界四大主要致盲眼病之一[1-4]。DR 发展到增殖性糖尿病视网膜病变（proliferative diabetic retinopathy，PDR）阶段，主要表现为新生血管的出现，导致出血、渗漏以及多种炎性及免疫因子的释放，使纤维组织在新生血管附近增生，最终形成纤维血管膜。而纤维血管膜的收缩牵拉引起的玻璃体积血及视网膜脱离是 PDR 导致患者视力下降甚至失明的主要原因[4-5]。结缔组织生长因子（connective tissue growth factor，CTGF）是富含半胱氨酸的分泌性基质蛋白，作为关键的促纤维化细胞因子，在创伤修复或纤维化疾病中发挥重要作用，并在肺、肾、心肌纤维化、动脉粥样硬化及肿瘤等病变中表达水平升高[6-9]。研究[9-12]显示：在 PDR 患者玻璃体中，CTGF 的蛋白和 mRNA 表达均升高，且 CTGF 的浓度与视网膜纤维化的程度呈正相关，证实 CTGF 可能参与并促进纤维血管膜的生成。CTGF 参与 PDR 纤维化的机制包括刺激成纤维细胞和血管内皮细胞的生长、黏附及促进细胞外基质的沉积[10,13-15]。提示 CTGF 在 DR 纤维化过程中发挥至关重要的作用。

1 CTGF 的结构与功能

CTGF 又称为 CCN2，是一种分泌性多肽，属于即刻早期基因 CCN 家族。CNN 家族目前包括 CCN1（CyT61），CCN2（CTGF），CCN3（Nov），CCN4，CCN5 和 CCN6。CTGF 富含半胱氨酸，含 349 个氨基酸，分子质量 36~38 ku，其基因位于染色体 6q23.1，包含 5 个外显子和 4 个内含子；其外显子编码 1 个信号肽和 4 个结构域，分别是胰岛素样生长因子结合区、Von Wille 因子C型重复区、血小板反应蛋白 I 型重复区和生长因子半胱氨酸群。CTGF 通过上述 4 种模块，与细胞外基质成分、细胞膜表面受体等结合，发挥其生物学作用[16]。CTGF 功能广泛，参与调节许多生长因子的活动和细胞外基质的形成、重塑及创伤的修复和纤维化，与许多组织细胞的生理性或病理性纤维化相关[17]。

2 CTGF的生物学作用

CTGF 的生物学作用广泛，其表达主要和人体的病理状态相关。在正常组织中，CTGF 的表达水平较低，但在结构修复时表达上调，如伤口愈合、纤维化障碍、血管生成或机体患有某种癌症时[18]。CTGF 是第 1 个被发现的可以影响成纤维细胞的内皮生长因子[19]。CTGF 参与多种信号通路，被多种生长因子和环境因素激活，并结合众多蛋白或因子，起到广泛生物学调节作用，如基底膜增厚、细胞迁移、凋亡、血管生成、细胞转分化、肌成纤维细胞活化和纤维化等[20-23]。

2.1 TGF-β/Smad/CTGF 信号通路

Zavadil 等[24]研究发现：转化生长因子-β1（TGF-β1）是上皮间充质转变的关键因素，可通过 Smad2/3 信号通路的磷酸化诱导上皮间充质转变（epithelial-mesenchymal transition，EMT）和细胞外基质（extracellular matrix，ECM）合成。CTGF 是 TGF-β 介导的早期即刻基因，其作为 TGF-β 下游因子发挥促纤维化作用，在 PDR 过程中扮演重要角色[10]。

Kucich 等[15] 对 lamin A/C 基因突变导致的心脏病进行研究，结果证实：TGF-β/Smad 信号通路参与活化细胞外调节蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK1/2），导致 CTGF/CCN2 活化作用的改变，从而调节纤维化。CTGF 作为 TGF-β 通路的下游调控因子，在刺激细胞外基质成分生成方面发挥作用[25]。

Jun 等[17]研究发现：敲除成纤维细胞中 CCN2 基因，并不影响皮肤组织的修复、胶原纤维的增加，且 CCN2 基因的表达在细胞增殖和成熟期迅速下降；而直接去除皮肤损伤中的 CCN2 蛋白却能导致细胞的衰老和相关的分泌表型（senescenceassociated secretory phenotype，SASP），包括 MMPs 的上调、胶原纤维和 TGF-β 的下调，最终导致胶原纤维的减少。

2.2 TGF-β1/PI3K/CTGF 信号通路

Shi 等[26]研究表明：TGF-β1/PI3K/CTGF 信号通路在肺纤维化过程中至关重要；CTGF 作为 TGF-β1/PI3K 通路的下游影响因素，可促进细胞外基质的产生；PI3K 抑制剂通过反转 EMT 和下调 CTGF 与胶原纤维的表达，阻止肺纤维化。

2.3 HIF-1/CTGF 信号通路

CTGF 可由缺氧诱导。研究[27]表明：在小鼠的肾小管上皮细胞中，缺氧诱导因子（hypoxiainducible factor 1，HIF-1）可通过 TGF 信号通路，诱导 CTGF 表达，从而调节血管新生、组织纤维化等病理过程。

CTGF 还可通过调节其它生长因子活性来调节信号传导，例如联合 CTGF 和 VEGF 可抑制后者介导的血管生成；用基质金属蛋白酶切割 CTGF，可恢复 VEGF 促血管生成的活性[28] 。CTGF 不仅是一种基础的生长因子，还是其它生长因子的活性调节因子[26]。 

3 CTGF 参与调控视网膜膜纤维化

3.1 CTGF 与 MMPs，Müller 细胞

Müller 细胞是参与糖尿病视网膜前膜形成的细胞之一。Bringmann 等[29]认为：前膜形成过程与反应性胶质细胞增生、纤维化和细胞迁移有关 。Barcelona 等[30]研究发现：在增殖性糖尿病患者中，金属基质蛋白酶的表达，包括 MMP2 和 MMP9，可促进 Müller 细胞的转移。促红细胞生成素（erythropoietin，Epo）可抑制肾小管上皮细胞向间叶细胞转化，从而减缓肾纤维化。Hu 等[31]证明：EP0 可延缓 Müller 细胞反应性胶质细胞增生过程。Luo 等[32]的研究显示：Epo 可减少 Müller 细胞中 CTGF 的生成，从而减轻纤维化的严重程度。

3.2 CTGF 与基底层增厚

毛细血管基底层增厚、周细胞丢失和无细胞毛细血管，是 DR 的早期视网膜血管变化。视网膜毛细血管基底层的主要成分是 IV 型胶原蛋白、层黏连蛋白和纤连蛋白。CCN 家族尤其是 CTGF 是基底层成分表达的强有力的诱导物，其表达在糖尿病视网膜早期病变中上调[10]。Kuiper 等[33]通过建立链霉素诱导的糖尿病小鼠模型，发现 CTGF 等位基因缺失通过减少 CTGF 的蛋白表达可阻止视网膜毛细血管基底膜的增厚。Van Geest 等[34]研究发现：在 CTGF 等位基因缺失的小鼠中，在长期（6~8 个月）糖尿病条件下，周细胞及无细胞毛细血管生成减少、视网膜毛细血管基底膜增厚可得到良好控制。上述研究提示 CTGF 在视网膜血管结构性改变方面发挥极大作用，将 CTGF 作为靶目标能够安全、有效地延缓DR的结构改变。 

3.3 CTGF 与 VEGF 的相互作用

在 PDR 发展过程中，VEGF 是新生血管生长到纤维增殖形成过程中的关键因素，同时还是 PDR 血管通透性增强和血管生成的重要媒介。VEGF可诱导视网膜内皮细胞和周细胞上的 CTGF、纤维黏连蛋白和 TIMP-1 的 mRNA 和蛋白水平增长，表明 VEGF 可通过诱导 CTGF 的表达造成基底膜增厚[35]。有研究[36]表明：PDR 患者玻璃体腔的 CTGF 的N终端结构水平明显上升与纤维化程度密切相关。提示 CTGF 是 PDR 纤维化和瘢痕化的关键因素。CTGF 在血管生成方面的作用隐蔽，主要依靠调节特定条件下血管生成因子如 VEGF 的活性发挥作用，进而抑制 VEGF 介导的新生血管生长。因此 CTGF 和 VEGF 之间的平衡最终决定PDR 纤维血管化的进程，其比率是纤维化的最强预测数值[36]。

国内一项研究[37]发现：与直接行手术治疗的对照组相比，术前 10 d 注射抗 VEGF 因子的研究组的增殖膜上 VEGF 水平明显降低，但 CTGF 水平升高，与新生血管向纤维化转换的临床现象一致。Kuiper 等[38]认为：在 PDR 患者中，CTGF 与 VEGF 间存在着动态平衡，当 CTG 水平达到阈值时，CTGF 活性升高，VEGF 活性降低时，CTGF/VEGF 比值突破某临界值，平衡被打破，PDR 病变由新生血管向纤维化增殖方向发展，提示 CTGF/VEGF 比值是血管纤维化转换的强有力的预测指标。这与 Van Geest 等[39]的研究结果一致：在玻璃体腔注射抗 VEGF 治疗的患者中，CTGF/VEGF 比值同样是纤维化的预测指标；CTGF 高表达且 VEGF 低表达是术后纤维化并发症出现的危险因素。Zhang 等[40]研究发现：在抗 VEGF 治疗之后，人脐静脉内皮细胞中 CTGF 表达上调，提示抗 VEGF 具有潜在性诱导 CTGF 表达的上调的作用。

4 CTGF 在 DR 发展中的作用 

CTGF 在 DR 的发展阶段起重要作用。在 DR 病变早期，CTGF 可导致视网膜毛细血管基底膜厚度增加和周细胞减少；同时 CTGF 由晚期糖基化终末产物或某种生长因子如 VEGF 和 TGF-β 诱导。CTGF 作为一种 TGF 激活的下游调节因子，抑制其表达水平或将是一种合理的预防早期DR的治疗方法[10]。

在 PDR 中 ，CTGF 在纤维血管膜上中可见，主要定位于肌纤维母细胞，其与平滑肌肌动蛋白（smooth muscle actin，SMA）的数量及表达 CTGF 的肌纤维母细胞数量密切相关[41]。肌纤维母细胞由产生 ECM 的纤维母细胞激活，与纤维化程度相关[42] 。研究[41] 表明在纤维血管膜的内皮细胞上可检出 CTGF。Hinton等[36]发现：与非 PDR 患者相比，PDR 患者玻璃体内的 CTG 的 N 末端片段水平升高；在合并玻璃体出血的 DR 患者和非 DR 患者的玻璃体内，CTGF 的 N 末端片段水平也明显升高。提示 CTGF 在 PDR 中起重要作用。Kuiper 等[13]的研究显示：CTGF 水平和纤维化程度明显相关，但与血管生成无关。CTGF 的水平可良好预测病变的纤维化程度。

5 结语

      CTGF 是参与 DR 纤维化过程的一种重要的细胞因子。在病变早期，CTGF 主要造成视网膜毛细血管基底膜增厚和周细胞减少，若在此阶段针对 CTGF 治疗，可起到早期预防作用；在病变晚期，CTGF 可引导新生血管生长到纤维化的过程，在这一过程中，CTGF 与 VEGF 水平之间的平衡起关键作用，若同时进行抗 VEGF 和抗 CTGF 的治疗，可在抗血管生成的同时也阻断纤维化过程，阻止纤维增殖病变的进展，不仅可为 DR 的治疗提供新思路，而且可为进一步明确 CTGF 参与调控 PDR 的分子机制提供依据。