血管生成素样蛋白（ANGPTL）是一组分泌性糖蛋白，在体内表达广泛，参与了机体糖代谢、脂代谢，干细胞生长、局部炎症、血管渗漏、血管生成等多种病理生理过程。多种ANGPTL与糖尿病视网膜病变（DR）的发生和发展密切相关，尤其是ANGPTL4，已逐渐成为DR研究领域中的新热点。ANGPTL参与糖代谢和脂代谢，促进血管通透性增加、病理性血管生成，参与眼内炎症反应。ANGPTL是一种有潜力的分子靶点。其不仅可以作为生物标志物用于预测DR的发生和进展，也可以通过制作抗体药物干预该分子，为DR的治疗提供新的思路。
引用本文： 田野, 张国恒, 窦国睿. 血管生成素样蛋白在糖尿病视网膜病变中作用与机制的研究进展. 中华眼底病杂志, 2024, 40(7): 569-574. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20240227-00085 复制
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糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病患者眼部最常见的微血管并发症，也是全球范围内患有糖尿病的工作年龄成年人与老年人视力损害和丧失的主要原因[1]。据统计，2020年，全球共有1.031 2亿成年人患有DR；至2045年，预计患病人数将达1.6亿[2]。DR的基本病变是微血管改变，此外炎症和视网膜神经退行性病变也是DR早期视网膜损伤的重要病理变化[3]。随着研究的不断深入，目前研究认为DR是一个多因素疾病，多种关键分子及相关信号通路在DR的发生和发展中发挥作用。如血管内皮生长因子（VEGF）和血管生成素（Ang），已被证实在DR中具有促进内皮细胞（EC）增殖、血管生成、血管通透性改变的作用，而针对其单一或双靶向药物已在临床中广泛应用并取得了良好的效果。近年来，越来越多的研究发现Ang样蛋白（ANGPTL）广泛参与了糖代谢和脂代谢、炎症、血管生成、肿瘤转移、细胞凋亡、干细胞生长等多种病理生理过程[4]，尤其是ANGPTL4，已逐渐成为DR研究领域中的新热点。ANGPTL是近年来发现的一类分泌性糖蛋白。虽然与Ang在组成上具有一定同源性，也具有相似结构域，但在功能上与其又有明显不同，原因之一是ANGPTL不结合酪氨酸激酶受体1、2。此外，ANGPTL各成员在体内分布广泛，具有调控糖代谢和脂代谢、抗炎促炎、促血管生成、促血管渗漏、抗凋亡、调节干细胞活性等作用，对维持机体正常的生理功能具有重要作用。现就ANGPTL在DR中作用与机制的研究进展作一综述，以期对DR的发病机制和临床诊断和治疗提供新的思路。
1 ANGPTL家族蛋白成员
ANGPTL是一个糖蛋白家族，共有8种家族成员，其中ANGPTL1-7都由N端卷曲螺旋结构域（CCD）和C端纤维蛋白原结构域（FLD）组成，ANGPTL8是ANGPTL家族的非典型成员，缺乏CCD和FLD[5]。ANGPTL在体内表达广泛，是正常生理功能状态维持中不可或缺的一部分，并广泛参与了多种病理生理变化[4]。研究表明，ANGPTL与DR密切相关。其中，ANGPTL4增加眼内VEGF的表达水平，并可促进DR患者的眼部血管生成和炎症。ANGPTL2、ANGPTL4、ANGPTL8在增生型DR（PDR）患者的玻璃体液中表达水平升高；血清中ANGPTL3的表达水平与DR严重程度呈正相关。这提示，ANGPTL可能在DR的发生和发展中发挥重要作用。
2 ANGPTL参与DR的发生和进展
对于ANGPTL4与DR的联系，目前研究已较为深入且相对明确；而ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL8分别与DR的发生发展存在不同程度的相关，但其机制尚不明确。
2.1 ANGPTL4与DR
既往研究结果显示，PDR患者玻璃体及血清中ANGPTL4表达水平明显升高，且ANGPTL4表达与VEGF表达水平呈正相关[6]。同时，该研究还发现PDR患者玻璃体和血清ANGPTL4水平也与血清三酰甘油（TG）呈显著正相关，而和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）呈显著负相关。这表明ANGPTL4与PDR患者体内脂代谢紊乱和眼内病理改变有显著相关性，提示ANGPTL4在PDR发生和进展中可能发挥重要作用。此外，多项研究表明DR患者房水中ANGPTL4表达水平升高，且ANGPTL4与DR患者病变严重程度呈正相关[7-9]。滕月等[10]通过液态流式芯片技术进一步证实DR患者房水中ANGPTL4表达水平升高，且PDR患者较非PDR（NPDR）患者升高更明显，同时该研究发现ANGPTL4与白细胞介素（IL）-6、IL-8、单核细胞趋化蛋白-1以及VEGF家族、血小板源性生长因子家族呈正相关。然而也有研究报道，血清ANGPTL4表达水平对DR的发生和发展无显著影响[11]。其原因可能是血清ANGPTL4的表达不稳定，受多种因素影响。因此，综合多方面研究发现，ANGPTL4在DR的发生和发展中重要地位值得重点关注。
2.2 ANGPTL2与DR
ANGPTL2最早于2020年在DR患者的玻璃体中被发现，其不仅在PDR患者玻璃体中含量增加，且表达水平可能与PDR的进展相关[12]。Keles等[12]研究报道，活动性PDR患者玻璃体中ANGPTL2表达水平升高，且在不同并发症的PDR患者中，ANGPTL2的表达水平在发生纤维血管牵拉性脱离的眼中显著升高，表明ANGPTL2表达水平可能与PDR的进展有关。
2.3 ANGPTL3与DR
Yu等[11]研究报道1 192例2型糖尿病（T2DM）患者，采用酶联免疫吸附试验法测定血清ANGPTL3、ANGPTL4、C反应蛋白、血管黏附分子-1、细胞内黏附分子-1的表达水平。与正常对照者相比，T2DM患者血清中ANGPTL3表达水平升高，显著增加了DR发生的风险。与NPDR患者相比，T2DM患者血清中ANGPTL3表达水平升高与PDR的发生风险增加相关，这提示ANGPTL3可能在DR的进展中扮演重要的角色。
2.4 ANGPTL8与DR
在一项横断面研究中，Wang等[13]通过比较伴有或不伴有DR的T2DM患者、正常对照者、治疗前新诊断T2DM患者以及降糖治疗中T2DM患者的血清ANGPTL8表达水平。研究发现，有降血糖治疗的T2DM患者血清中ANGPTL8表达水平升高，此外，血清ANGPTL8表达水平升高与T2DM患者的DR的发生呈正相关。而在另一项横断面研究中，Fang等[14]通过比较T2DM与DR患者血清ANGPTL8表达水平，证明ANGPTL8是视网膜病变显著且独立相关的变量。最新的研究进一步证实了DR患者中血清ANPGTL8表达水平显著升高[15]。此外，PDR患者玻璃体及血清中ANGPTL8、VEGF表达水平均高于特发性黄斑裂孔（IMH）患者，且两者呈正相关[16]。研究报道，尽管DR患者较正常对照者的血清和房水ANGPTL8水平显著升高，DR患者与糖尿病患者的血清和房水中ANGPTL8水平并不具有统计学差异[17]，其原因可能是该研究的样本量较小。综上所述，ANGPTL8在DR患者的血清、玻璃体、房水中表达水平均增加，且与VEGF、DR的发生呈正相关，这提示其可能是DR发展中的一个潜在治疗靶点。
3 ANGPTL在DR中的分子机制
DR的病理机制与糖脂代谢紊乱、血管通透性改变、血管生成、眼内炎症密切相关。当前研究认为，高血糖高血脂是DR的危险因素，直接促进了DR的发生和发展[18]。DR的主要病理变化，则包括血管通透性增加、病理性血管生成、纤维化改变[18]。多种ANGPTL参与了DR的病理改变，但尚无研究证实ANGPTL参与了眼部纤维化病变。此外，眼内炎症在DR中发挥关键作用并贯穿DR的全过程[19]（图1）。
图1
血管生成素样蛋白在糖尿病视网膜病变中的作用示意图
ANGPTl4对血管通透性的作用具有双向作用。既可促使血管渗漏，又可保护血管通透性。ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL6促进血管生成。其中ANGPTL2、ANGPTL4、ANGPTL6在眼内表达升高，促进内皮细胞迁移诱导血管新生；ANGPTL3促进血浆内的内皮祖细胞分化以诱导新生血管形成。ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4促进视网膜炎症的发生 ANGPTL：血管生成素样蛋白
3.1 ANGPTL参与糖代谢和脂代谢
糖代谢方面，ANGPTL4可激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）通路来调节结直肠癌中葡萄糖转运蛋白的表达，以促进葡萄糖的代谢[20]，而ANPGTL8通过激活PI3K/Akt信号通路来抑制糖尿病小鼠肝脏糖异生，以降低血糖水平[21]。脂代谢方面，ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8调控机体脂质代谢。ANGPTL2可结合CD146以激活环磷酸腺苷反应元件结合蛋白来上调CD146，从而发挥促脂肪形成的作用[22]，ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8可单独调节脂质代谢也可协同发挥作用。其中，ANGPTL3可抑制EC磷脂酶活性[23]，ANGPTL4可触发脂蛋白脂肪酶（LPL）的α/β-水解酶结构域的不可逆去折叠导致LPL失活[24]。ANGPTL3、ANGPTL4都具有CCD结构域，可抑制LPL功能[25]。ANGPTL8可与白色脂肪分泌的ANGPTL4结合导致其功能下降，而与血清中的ANGPTL3结合进一步增强其LPL抑制作用[26]。ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8都可通过特异性表位1抑制LPL功能[27-28]。综上，ANGPTL4、8在糖代谢方面发挥作用，ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8都参与了机体的脂质代谢，ANGPTL在机体糖脂代谢中的作用不可忽视。
3.2 ANGPTL促进血管通透性增加
多项研究结果显示，ANGPTL4诱导了血管渗漏的发生。在EC中，ANGPTL4可通过整合素信号和细胞间血管内皮钙黏蛋白和紧密连接蛋白5簇发生相互作用破坏血管连接完整性[29]，同时，其还可以与EC上神经纤毛蛋白1（NRP1）和NRP2结合，导致Ras同源基因家族成员（Rho）A/Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶信号通路的快速激活和EC之间连接的破坏[30]。此外，研究表明，ANGPTL4可通过上调VEGF表达水平增加EC通透性，且这种作用并不完全依赖于VEGF[31]。ANGPTL4可通过与EC整合素αvβ3结合竞争VEGFR2下游的酪氨酸激酶Src信号传导来改善缺氧诱导的血管通透性增加[32]，ANGPTL4还可减轻组胺诱导的血管渗漏[33]，这说明ANGPTL4对血视网膜屏障还可能起到了保护作用。而在Müller细胞中，缺氧激活缺氧诱导因子-1a通路上调ANGPTL4以增强血管渗透[34]；在视网膜色素上皮细胞中，ANGPTL4可通过激活转录激活因子3（STAT3）来减少色素上皮细胞中Claudin蛋白和带状闭合蛋白1从而促进血视网膜屏障通透性增加[35]。综上，ANGPTL4对血管通透性的作用具有两面性，其对血管通透性的具体作用机制可能跟所处的环境、结合的受体有关。
3.3 ANGPTL参与病理性血管生成
ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL6均参与血管生成。其中，ANGPTL4可通过激活视网膜EC表达VEGF或前纤维蛋白1（PROFLLIN-1）以促进眼部血管生成[31]。此外，在伤口上皮中，ANGPTL4可通过整合素/Janus激酶/STAT3介导的诱导型一氧化氮合酶表达上调，诱导一氧化氮生成，从而促进血管生成[36]。ANGPTL4可显著诱导视网膜血管内限定膜破裂，促进视网膜血管向玻璃体内萌发[37]。
ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL6也通过不同的机制参与血管生成。ANGPTL2可通过激活C-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化进一步调节膜型基质金属蛋白酶控制EC迁移和三维管腔形成[38]。ANGPTL3可通过与内皮祖细胞整合素ανβ3受体结合，促进Akt磷酸化，上调miR-126的表达，从而促进新血管的形成[39]。在糖尿病黄斑水肿患者的房水中，ANGPTL6表达水平升高，且与疾病严重程度呈正相关[8]。而ANGPTL6可激活细胞外调节蛋白激酶（ERK）1/2-内皮型一氧化氮合酶-一氧化氮通路以诱导血管生成[40]。外泌体中的ANGPTL6，除ERK1/2通路外，还可以通过JNK和丝裂原相关蛋白激酶p38途径促进血管生成[41]，这提示ANGPTL6可能参与了眼部血管生成。
3.4 ANGPTL参与眼内炎症反应
ANGPTL4通过激活PROFLLIN-1信号通路上调IL-1β、IL-6水平，从而促进炎症反应[31]。然而，也有研究发现ANGPTL4可以抑制小胶质细胞活化同时抑制脂肪酸合成酶配体/脂肪酸合成酶通路减轻细胞凋亡和炎症[42]，这提示ANGPTL4在眼部炎症病变中的作用可能存在两面性。
在小鼠角膜炎模型中，ANGPTL2表达水平上调，ANGPTL2诱导了巨噬细胞浸润和IL-1β过表达，加剧了角膜炎症改变[43]；而在小鼠葡萄膜炎模型中，ANGPTL2通过激活核转录因子（NF）-κB信号通路促进了内毒素诱导的视网膜炎症[44]；在脂多糖诱导眼内炎的小鼠模型中，ANGPTL2通过PirB受体激活视网膜Müller细胞参与眼内炎症[45]；而在脉络膜新生血管的模型中，ANGPTL2可通过与整合素α4β2结合，激活了巨噬细胞中NF-κB和ERK通路，促进多种炎症因子表达和巨噬细胞募集，巨噬细胞会进一步促进ANGPTL2表达[46]。综上，ANGPTL2与眼部炎症性改变联系密切。
ANGPTL3可直接促进眼部炎症的发生。有研究发现，向小鼠玻璃体内注射ANGPTL3可导致ANGPTL3与视网膜EC整合素ανβ3结合，产生促炎促凋亡的作用，这一作用可以被过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPAR-α）激动剂非诺贝特阻断[47]，这提示ANGPTL3可通过抑制PPAR-α通路促进眼部炎症。
4 ANGPTL作为生物标志物的研究及靶向调控ANGPTL的药物研发和临床试验
现有研究证明，ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8是DR的候选生物标志物。其中，ANGPTL4在PDR患者玻璃体和血清中表达水平明显高于IMH患者，并且PDR患者的玻璃体及血清中ANGPTL4与VEGF水平有显著相关性，这提示ANGPTL4可能作为治疗PDR的新靶点[6]。另一方面，研究发现，血清中ANGPTL3的表达水平与T2DM患者的DR分期呈正相关，ANGPTL3可能作为T2DM患者DR进展的潜在生物标志物[11]。此外，ANGPTL8表达水平在PDR患者中的血清和玻璃体中显著升高[16]，血清ANGPTL8表达水平与DR显著相关[14]，ANGPTL8也可能成为DR的诊断依据。
目前主要研发了针对ANGPTL3的三种药物，单克隆抗体依维苏单抗和反义寡核苷酸Vupanorsen、RNA干扰药物ARO-ANG3。其中依维苏单抗已经上市，用于纯合子家族性高胆固醇血症的辅助治疗。研究表明，依维苏单抗和Vupanorsen对ANGPTL3的药理抑制可复制ANGPTL3功能缺失载体的表型[48-49]。在正常对照者和家族性高胆固醇患者中，依维苏单抗靶向循环ANGPTL3，能有效降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、HDL-C和TG。重要的是，依维苏单抗在LDL受体（LDLR）缺乏人群中的疗效支持了其降低LDL-C的作用与完整LDLR无关[48, 50]。然而，频繁的静脉注射抗体可能给患者带来不便，并可能影响治疗的依从性。此外，由于临床同期发现丙氨酸转氨酶和肝脂肪变性的增加，Vupanorsen的开发已经停止[49, 51]。ARO-ANG3是一种靶向ANGPTL3的RNA干扰疗法，目前处于Ⅱ期临床试验阶段。最新的一项临床试验证明，ANGPTL3信使RNA的小干扰RNA治疗预期较好。患者的耐受性良好，可以有效降低动脉粥样硬化脂蛋白、TG和脂蛋白浓度。ARO-ANG3也能降低LDL-C表达水平[52]。ARO-ANG3可以解决广泛性动脉粥样硬化二级预防的主要空白，对于管理高危人群，如混合性血脂异常和家族性高胆固醇血症尤其有价值[51]。然而，以ANGPTL为靶点的靶向药物在DR中的研发尚未见报道。未来，需要在DR中进一步研究ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8作为生物标志物的可行性，而ANGPTL3的靶向药物在控制血脂异常的同时，是否有利于改善DR的疾病进展，以及ANGPTL4作为DR治疗中新的靶向药物的潜在可能。
5 小结与展望
ANGPTL在机体内表达广泛，发挥着维持糖脂代谢稳态、调控干细胞活性、参与血管生成、调节炎性反应、调节血管渗漏等多种作用。其中，糖脂代谢稳态、炎性反应、血管渗漏和血管生成是DR的重要病理机制。ANGPTL4已被证明参与了DR的进展过程，而多种ANGPTL在血清或玻璃体中表达水平与DR的发生和发展呈正相关。基于ANGPTL的生理病理调控机制及其与DR存在的相关性，ANGPTL是一种有潜力的分子靶点，不仅可以作为生物标志物用于预测DR的发生和进展，也可以通过制作抗体药物干预该分子，为DR的治疗提供新的思路。
糖尿病视网膜病变（DR）是糖尿病患者眼部最常见的微血管并发症，也是全球范围内患有糖尿病的工作年龄成年人与老年人视力损害和丧失的主要原因[1]。据统计，2020年，全球共有1.031 2亿成年人患有DR；至2045年，预计患病人数将达1.6亿[2]。DR的基本病变是微血管改变，此外炎症和视网膜神经退行性病变也是DR早期视网膜损伤的重要病理变化[3]。随着研究的不断深入，目前研究认为DR是一个多因素疾病，多种关键分子及相关信号通路在DR的发生和发展中发挥作用。如血管内皮生长因子（VEGF）和血管生成素（Ang），已被证实在DR中具有促进内皮细胞（EC）增殖、血管生成、血管通透性改变的作用，而针对其单一或双靶向药物已在临床中广泛应用并取得了良好的效果。近年来，越来越多的研究发现Ang样蛋白（ANGPTL）广泛参与了糖代谢和脂代谢、炎症、血管生成、肿瘤转移、细胞凋亡、干细胞生长等多种病理生理过程[4]，尤其是ANGPTL4，已逐渐成为DR研究领域中的新热点。ANGPTL是近年来发现的一类分泌性糖蛋白。虽然与Ang在组成上具有一定同源性，也具有相似结构域，但在功能上与其又有明显不同，原因之一是ANGPTL不结合酪氨酸激酶受体1、2。此外，ANGPTL各成员在体内分布广泛，具有调控糖代谢和脂代谢、抗炎促炎、促血管生成、促血管渗漏、抗凋亡、调节干细胞活性等作用，对维持机体正常的生理功能具有重要作用。现就ANGPTL在DR中作用与机制的研究进展作一综述，以期对DR的发病机制和临床诊断和治疗提供新的思路。
1 ANGPTL家族蛋白成员
ANGPTL是一个糖蛋白家族，共有8种家族成员，其中ANGPTL1-7都由N端卷曲螺旋结构域（CCD）和C端纤维蛋白原结构域（FLD）组成，ANGPTL8是ANGPTL家族的非典型成员，缺乏CCD和FLD[5]。ANGPTL在体内表达广泛，是正常生理功能状态维持中不可或缺的一部分，并广泛参与了多种病理生理变化[4]。研究表明，ANGPTL与DR密切相关。其中，ANGPTL4增加眼内VEGF的表达水平，并可促进DR患者的眼部血管生成和炎症。ANGPTL2、ANGPTL4、ANGPTL8在增生型DR（PDR）患者的玻璃体液中表达水平升高；血清中ANGPTL3的表达水平与DR严重程度呈正相关。这提示，ANGPTL可能在DR的发生和发展中发挥重要作用。
2 ANGPTL参与DR的发生和进展
对于ANGPTL4与DR的联系，目前研究已较为深入且相对明确；而ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL8分别与DR的发生发展存在不同程度的相关，但其机制尚不明确。
2.1 ANGPTL4与DR
既往研究结果显示，PDR患者玻璃体及血清中ANGPTL4表达水平明显升高，且ANGPTL4表达与VEGF表达水平呈正相关[6]。同时，该研究还发现PDR患者玻璃体和血清ANGPTL4水平也与血清三酰甘油（TG）呈显著正相关，而和高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）呈显著负相关。这表明ANGPTL4与PDR患者体内脂代谢紊乱和眼内病理改变有显著相关性，提示ANGPTL4在PDR发生和进展中可能发挥重要作用。此外，多项研究表明DR患者房水中ANGPTL4表达水平升高，且ANGPTL4与DR患者病变严重程度呈正相关[7-9]。滕月等[10]通过液态流式芯片技术进一步证实DR患者房水中ANGPTL4表达水平升高，且PDR患者较非PDR（NPDR）患者升高更明显，同时该研究发现ANGPTL4与白细胞介素（IL）-6、IL-8、单核细胞趋化蛋白-1以及VEGF家族、血小板源性生长因子家族呈正相关。然而也有研究报道，血清ANGPTL4表达水平对DR的发生和发展无显著影响[11]。其原因可能是血清ANGPTL4的表达不稳定，受多种因素影响。因此，综合多方面研究发现，ANGPTL4在DR的发生和发展中重要地位值得重点关注。
2.2 ANGPTL2与DR
ANGPTL2最早于2020年在DR患者的玻璃体中被发现，其不仅在PDR患者玻璃体中含量增加，且表达水平可能与PDR的进展相关[12]。Keles等[12]研究报道，活动性PDR患者玻璃体中ANGPTL2表达水平升高，且在不同并发症的PDR患者中，ANGPTL2的表达水平在发生纤维血管牵拉性脱离的眼中显著升高，表明ANGPTL2表达水平可能与PDR的进展有关。
2.3 ANGPTL3与DR
Yu等[11]研究报道1 192例2型糖尿病（T2DM）患者，采用酶联免疫吸附试验法测定血清ANGPTL3、ANGPTL4、C反应蛋白、血管黏附分子-1、细胞内黏附分子-1的表达水平。与正常对照者相比，T2DM患者血清中ANGPTL3表达水平升高，显著增加了DR发生的风险。与NPDR患者相比，T2DM患者血清中ANGPTL3表达水平升高与PDR的发生风险增加相关，这提示ANGPTL3可能在DR的进展中扮演重要的角色。
2.4 ANGPTL8与DR
在一项横断面研究中，Wang等[13]通过比较伴有或不伴有DR的T2DM患者、正常对照者、治疗前新诊断T2DM患者以及降糖治疗中T2DM患者的血清ANGPTL8表达水平。研究发现，有降血糖治疗的T2DM患者血清中ANGPTL8表达水平升高，此外，血清ANGPTL8表达水平升高与T2DM患者的DR的发生呈正相关。而在另一项横断面研究中，Fang等[14]通过比较T2DM与DR患者血清ANGPTL8表达水平，证明ANGPTL8是视网膜病变显著且独立相关的变量。最新的研究进一步证实了DR患者中血清ANPGTL8表达水平显著升高[15]。此外，PDR患者玻璃体及血清中ANGPTL8、VEGF表达水平均高于特发性黄斑裂孔（IMH）患者，且两者呈正相关[16]。研究报道，尽管DR患者较正常对照者的血清和房水ANGPTL8水平显著升高，DR患者与糖尿病患者的血清和房水中ANGPTL8水平并不具有统计学差异[17]，其原因可能是该研究的样本量较小。综上所述，ANGPTL8在DR患者的血清、玻璃体、房水中表达水平均增加，且与VEGF、DR的发生呈正相关，这提示其可能是DR发展中的一个潜在治疗靶点。
3 ANGPTL在DR中的分子机制
DR的病理机制与糖脂代谢紊乱、血管通透性改变、血管生成、眼内炎症密切相关。当前研究认为，高血糖高血脂是DR的危险因素，直接促进了DR的发生和发展[18]。DR的主要病理变化，则包括血管通透性增加、病理性血管生成、纤维化改变[18]。多种ANGPTL参与了DR的病理改变，但尚无研究证实ANGPTL参与了眼部纤维化病变。此外，眼内炎症在DR中发挥关键作用并贯穿DR的全过程[19]（图1）。
图1
血管生成素样蛋白在糖尿病视网膜病变中的作用示意图
ANGPTl4对血管通透性的作用具有双向作用。既可促使血管渗漏，又可保护血管通透性。ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL6促进血管生成。其中ANGPTL2、ANGPTL4、ANGPTL6在眼内表达升高，促进内皮细胞迁移诱导血管新生；ANGPTL3促进血浆内的内皮祖细胞分化以诱导新生血管形成。ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4促进视网膜炎症的发生 ANGPTL：血管生成素样蛋白
3.1 ANGPTL参与糖代谢和脂代谢
糖代谢方面，ANGPTL4可激活磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）-蛋白激酶B（Akt）通路来调节结直肠癌中葡萄糖转运蛋白的表达，以促进葡萄糖的代谢[20]，而ANPGTL8通过激活PI3K/Akt信号通路来抑制糖尿病小鼠肝脏糖异生，以降低血糖水平[21]。脂代谢方面，ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8调控机体脂质代谢。ANGPTL2可结合CD146以激活环磷酸腺苷反应元件结合蛋白来上调CD146，从而发挥促脂肪形成的作用[22]，ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8可单独调节脂质代谢也可协同发挥作用。其中，ANGPTL3可抑制EC磷脂酶活性[23]，ANGPTL4可触发脂蛋白脂肪酶（LPL）的α/β-水解酶结构域的不可逆去折叠导致LPL失活[24]。ANGPTL3、ANGPTL4都具有CCD结构域，可抑制LPL功能[25]。ANGPTL8可与白色脂肪分泌的ANGPTL4结合导致其功能下降，而与血清中的ANGPTL3结合进一步增强其LPL抑制作用[26]。ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8都可通过特异性表位1抑制LPL功能[27-28]。综上，ANGPTL4、8在糖代谢方面发挥作用，ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8都参与了机体的脂质代谢，ANGPTL在机体糖脂代谢中的作用不可忽视。
3.2 ANGPTL促进血管通透性增加
多项研究结果显示，ANGPTL4诱导了血管渗漏的发生。在EC中，ANGPTL4可通过整合素信号和细胞间血管内皮钙黏蛋白和紧密连接蛋白5簇发生相互作用破坏血管连接完整性[29]，同时，其还可以与EC上神经纤毛蛋白1（NRP1）和NRP2结合，导致Ras同源基因家族成员（Rho）A/Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶信号通路的快速激活和EC之间连接的破坏[30]。此外，研究表明，ANGPTL4可通过上调VEGF表达水平增加EC通透性，且这种作用并不完全依赖于VEGF[31]。ANGPTL4可通过与EC整合素αvβ3结合竞争VEGFR2下游的酪氨酸激酶Src信号传导来改善缺氧诱导的血管通透性增加[32]，ANGPTL4还可减轻组胺诱导的血管渗漏[33]，这说明ANGPTL4对血视网膜屏障还可能起到了保护作用。而在Müller细胞中，缺氧激活缺氧诱导因子-1a通路上调ANGPTL4以增强血管渗透[34]；在视网膜色素上皮细胞中，ANGPTL4可通过激活转录激活因子3（STAT3）来减少色素上皮细胞中Claudin蛋白和带状闭合蛋白1从而促进血视网膜屏障通透性增加[35]。综上，ANGPTL4对血管通透性的作用具有两面性，其对血管通透性的具体作用机制可能跟所处的环境、结合的受体有关。
3.3 ANGPTL参与病理性血管生成
ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL6均参与血管生成。其中，ANGPTL4可通过激活视网膜EC表达VEGF或前纤维蛋白1（PROFLLIN-1）以促进眼部血管生成[31]。此外，在伤口上皮中，ANGPTL4可通过整合素/Janus激酶/STAT3介导的诱导型一氧化氮合酶表达上调，诱导一氧化氮生成，从而促进血管生成[36]。ANGPTL4可显著诱导视网膜血管内限定膜破裂，促进视网膜血管向玻璃体内萌发[37]。
ANGPTL2、ANGPTL3、ANGPTL6也通过不同的机制参与血管生成。ANGPTL2可通过激活C-Jun氨基末端激酶（JNK）磷酸化进一步调节膜型基质金属蛋白酶控制EC迁移和三维管腔形成[38]。ANGPTL3可通过与内皮祖细胞整合素ανβ3受体结合，促进Akt磷酸化，上调miR-126的表达，从而促进新血管的形成[39]。在糖尿病黄斑水肿患者的房水中，ANGPTL6表达水平升高，且与疾病严重程度呈正相关[8]。而ANGPTL6可激活细胞外调节蛋白激酶（ERK）1/2-内皮型一氧化氮合酶-一氧化氮通路以诱导血管生成[40]。外泌体中的ANGPTL6，除ERK1/2通路外，还可以通过JNK和丝裂原相关蛋白激酶p38途径促进血管生成[41]，这提示ANGPTL6可能参与了眼部血管生成。
3.4 ANGPTL参与眼内炎症反应
ANGPTL4通过激活PROFLLIN-1信号通路上调IL-1β、IL-6水平，从而促进炎症反应[31]。然而，也有研究发现ANGPTL4可以抑制小胶质细胞活化同时抑制脂肪酸合成酶配体/脂肪酸合成酶通路减轻细胞凋亡和炎症[42]，这提示ANGPTL4在眼部炎症病变中的作用可能存在两面性。
在小鼠角膜炎模型中，ANGPTL2表达水平上调，ANGPTL2诱导了巨噬细胞浸润和IL-1β过表达，加剧了角膜炎症改变[43]；而在小鼠葡萄膜炎模型中，ANGPTL2通过激活核转录因子（NF）-κB信号通路促进了内毒素诱导的视网膜炎症[44]；在脂多糖诱导眼内炎的小鼠模型中，ANGPTL2通过PirB受体激活视网膜Müller细胞参与眼内炎症[45]；而在脉络膜新生血管的模型中，ANGPTL2可通过与整合素α4β2结合，激活了巨噬细胞中NF-κB和ERK通路，促进多种炎症因子表达和巨噬细胞募集，巨噬细胞会进一步促进ANGPTL2表达[46]。综上，ANGPTL2与眼部炎症性改变联系密切。
ANGPTL3可直接促进眼部炎症的发生。有研究发现，向小鼠玻璃体内注射ANGPTL3可导致ANGPTL3与视网膜EC整合素ανβ3结合，产生促炎促凋亡的作用，这一作用可以被过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPAR-α）激动剂非诺贝特阻断[47]，这提示ANGPTL3可通过抑制PPAR-α通路促进眼部炎症。
4 ANGPTL作为生物标志物的研究及靶向调控ANGPTL的药物研发和临床试验
现有研究证明，ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8是DR的候选生物标志物。其中，ANGPTL4在PDR患者玻璃体和血清中表达水平明显高于IMH患者，并且PDR患者的玻璃体及血清中ANGPTL4与VEGF水平有显著相关性，这提示ANGPTL4可能作为治疗PDR的新靶点[6]。另一方面，研究发现，血清中ANGPTL3的表达水平与T2DM患者的DR分期呈正相关，ANGPTL3可能作为T2DM患者DR进展的潜在生物标志物[11]。此外，ANGPTL8表达水平在PDR患者中的血清和玻璃体中显著升高[16]，血清ANGPTL8表达水平与DR显著相关[14]，ANGPTL8也可能成为DR的诊断依据。
目前主要研发了针对ANGPTL3的三种药物，单克隆抗体依维苏单抗和反义寡核苷酸Vupanorsen、RNA干扰药物ARO-ANG3。其中依维苏单抗已经上市，用于纯合子家族性高胆固醇血症的辅助治疗。研究表明，依维苏单抗和Vupanorsen对ANGPTL3的药理抑制可复制ANGPTL3功能缺失载体的表型[48-49]。在正常对照者和家族性高胆固醇患者中，依维苏单抗靶向循环ANGPTL3，能有效降低低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、HDL-C和TG。重要的是，依维苏单抗在LDL受体（LDLR）缺乏人群中的疗效支持了其降低LDL-C的作用与完整LDLR无关[48, 50]。然而，频繁的静脉注射抗体可能给患者带来不便，并可能影响治疗的依从性。此外，由于临床同期发现丙氨酸转氨酶和肝脂肪变性的增加，Vupanorsen的开发已经停止[49, 51]。ARO-ANG3是一种靶向ANGPTL3的RNA干扰疗法，目前处于Ⅱ期临床试验阶段。最新的一项临床试验证明，ANGPTL3信使RNA的小干扰RNA治疗预期较好。患者的耐受性良好，可以有效降低动脉粥样硬化脂蛋白、TG和脂蛋白浓度。ARO-ANG3也能降低LDL-C表达水平[52]。ARO-ANG3可以解决广泛性动脉粥样硬化二级预防的主要空白，对于管理高危人群，如混合性血脂异常和家族性高胆固醇血症尤其有价值[51]。然而，以ANGPTL为靶点的靶向药物在DR中的研发尚未见报道。未来，需要在DR中进一步研究ANGPTL3、ANGPTL4、ANGPTL8作为生物标志物的可行性，而ANGPTL3的靶向药物在控制血脂异常的同时，是否有利于改善DR的疾病进展，以及ANGPTL4作为DR治疗中新的靶向药物的潜在可能。
5 小结与展望
ANGPTL在机体内表达广泛，发挥着维持糖脂代谢稳态、调控干细胞活性、参与血管生成、调节炎性反应、调节血管渗漏等多种作用。其中，糖脂代谢稳态、炎性反应、血管渗漏和血管生成是DR的重要病理机制。ANGPTL4已被证明参与了DR的进展过程，而多种ANGPTL在血清或玻璃体中表达水平与DR的发生和发展呈正相关。基于ANGPTL的生理病理调控机制及其与DR存在的相关性，ANGPTL是一种有潜力的分子靶点，不仅可以作为生物标志物用于预测DR的发生和进展，也可以通过制作抗体药物干预该分子，为DR的治疗提供新的思路。
