TGF-β在角膜损伤修复中的时间和空间分布

角膜损伤后的纤维化修复是角膜瘢痕形成的主要原因。转化生长因子-β(transforming growth factor-beta,TGF-β)在角膜的稳态平衡中起着至关重要的作用,是角膜损伤修复的重要参与者。同时,角膜上皮基底膜是角膜创伤修复过程中角膜上皮与基质相互作用的重要屏障。角膜损伤修复的不同阶段,各亚型TGF-β在角膜各种细胞及各个不同部位存在着分布差异,角膜上皮基底膜是否完整是影响该过程的重要因素。TGF-β不同亚型在时间和空间上的分布差异及变化与角膜的创伤修复过程中细胞的迁移、增殖、表型变化及细胞外基质沉着都紧密相关,是瘢痕愈合及无瘢痕愈合的细胞分子生物学基础。本文就TGF-β的生物学功能及其亚型在角膜损伤修复中的时间和空间分布情况作一综述。

角膜损伤修复与基质重塑的研究进展

角膜基质是角膜的主要组成部分。角膜基质透明性的维持包括角膜基质内胶原薄板的整齐排列及角膜基质细胞外基质（ECM）具有合适的蛋白聚糖。角膜发育中，神经嵴细胞和Keratoblasts分化成角膜基质细胞，合成高水平的胶原蛋白和蛋白聚糖。角膜基质胶原纤维的产生与组装需要一系列细胞内外成分的参与。组装而成的胶原纤维沉积于ECM，合成小的纤维束，之后再形成特殊组织中更大的结构。角膜损伤修复过程是由多种细胞及细胞因子在时间、空间上高度协调而完成的，角膜基质细胞表型的改变和角膜基质ECM的重塑是该过程中两大重要步骤。目前，角膜屈光手术在世界范围内广泛开展，虽然大多数角膜屈光手术是顺利的，但角膜基质重塑过程中形成的基质混浊是屈光手术后视力损伤及视觉质量下降的主要原因。理解角膜损伤后基质重塑的过程，对探寻减少角膜混浊形成的方法具有重要意义。本文就角膜基质结构及其合成与组装、角膜损伤修复中基质重塑的病理生理过程以及角膜屈光手术后基质的重塑进行综述。

细胞生长因子在小动物角膜损伤修复中的作用

小动物(尤其犬和猫)角膜损伤在兽医临床上十分常见。角膜损伤治疗不当或愈合延迟会导致视力障碍,甚至失明。研究表明,在角膜损伤的修复中细胞生长因子有成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、转化生长因子-β、角质细胞生长因子、血小板衍生生长因子和神经生长因子等,起着重要的调节作用。这些细胞生长因子通过自分泌或旁分泌作用于角膜组织细胞相应受体,并经多种信号转导通路影响其下游产物的表达,调控角膜细胞的增殖、迁移、分化和凋亡。细胞生长因子及其受体在角膜组织各层的分布、数量和作用的时序性差异决定着损伤角膜的有效修复。体内及体外研究显示,细胞生长因子将在小动物临床上有广阔的应用前景。

骨髓间充质干细胞在角膜损伤修复中的应用和研究进展

骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cell,BMSC)可在体内外培养诱导分化为角膜上皮细胞、角膜缘上皮细胞和角膜基质细胞等。BMSC移植后可分化为角膜上皮细胞,有效修复损伤的角膜上皮细胞组织,能表达多种细胞因子,减少炎症细胞浸润,减轻细胞损伤,并抑制细胞凋亡,降低角膜移植后的排斥反应;BMSC还能分化促进角膜缘干细胞增殖。也可在载体上利用BMSC构建生物角膜,进行眼表修复,此为基础研究提供了新的研究方向,为临床治疗角膜损伤类疾病提出了新的临床治疗思路,在基础研究和临床运用方面都有非常巨大的潜力和广阔的前景。本文就BMSC在角膜损伤修复中的研究现状和进展进行综述。

间充质干细胞在角膜损伤修复和角膜移植中的应用

严重损伤后角膜的修复及角膜移植后的抗免疫排斥反应是角膜疾病治疗中的重点和难点.间充质干细胞可在特定环境下诱导分化为角膜上皮细胞、角膜基质细胞等细胞类型,或通过旁分泌作用抑制炎性反应及新生血管的生成,进而保护损伤组织,促进角膜修复.此外,间充质干细胞还具有抗炎和调节免疫的特性,使其在抗角膜移植排斥反应中发挥作用.

垂体腺苷酸环化酶激活肽衍生多肽RHMP的重组制备及促角膜损伤修复的初步研究

利用基因工程技术高效制备具有促进角膜损伤修复功能的垂体腺苷酸环化酶激活肽(PACAP)衍生多肽RHMP,并在体外研究其生物学效应,为角膜疾病的治疗提供了新思路。采用基因重组技术表达重组肽RHMP,经Chitin-Beads柱纯化、HPLC及SDS-PAGE、质谱鉴定后,研究其对小鼠角膜损伤修复的影响。实验结果表明:利用基因重组技术制备的PACAP衍生多肽RHMP的分子量为3.4kDa,纯度为96%;将重组肽作用于创伤后的小鼠角膜,12h、24h、36h、48h后角膜修复率分别为(49.58±1.74)%、(93.66±3.39)%、(99.6±0.43)%、(99.8±0.14)%,而对照组修复率分别为(9.76±1.58)%、(29.02±1.63)%、(55.10±1.49)%、(78.59±2.52)%,P<0.001,差异具有统计学意义,重组肽RHMP可显著促进小鼠角膜损伤修复。因此,利用以上确立的表达、纯化策略,可实现新型基因重组PACAP衍生多肽RHMP的高效制备,重组多肽RHMP可快速有效地促进损伤角膜的修复,从而有望成为一种新型角膜损伤治疗药物;同时,建立的小鼠角膜上皮损伤模型可用于相关药物的生物学效应研究。

全反式维甲酸对角膜上皮损伤修复过程中细胞凋亡的影响

目的探讨全反式维甲酸(ATRA)对大鼠角膜上皮损伤修复过程中细胞凋亡的影响,及其可能机制。方法建立大鼠角膜上皮损伤修复模型,ATRA溶液角膜点滴,拍照记录角膜损伤修复情况,并观察ATRA对大鼠角膜损伤修复速度的影响;原位末端凋亡法(TUNEL技术)测定损伤修复过程中角膜组织细胞凋亡情况;Western blot法测定ATRA处理后角膜上皮组织中丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路蛋白以及细胞凋亡相关蛋白B细胞淋巴瘤/白血病-2相关X蛋白(Bax)、B细胞淋巴瘤/白血病-2(Bcl-2)、半胱天冬氨酸蛋白酶-3前体(Procaspases-3)、半胱天冬氨酸蛋白酶-3(Caspases-3)、Procaspases-9、Caspases-9表达水平。结果 0.5 mmol/L ATRA点滴处理损伤后角膜可促进角膜上皮损伤修复,可调节角膜上皮组织中MAPK信号通路p38的磷酸化水平;能有效抑制促凋亡蛋白Bax表达(P<0.05),上调凋亡抑制蛋白Bcl-2表达(P<0.05),表现出一定的抗凋亡作用;同时上调Procaspases-9、Procaspases-3表达(P<0.05),下调Caspases-3、Caspases-9表达(P<0.05)。结论 ATRA促进大鼠角膜上皮损伤修复的作用与其抑制角膜上皮组织细胞凋亡有关,其可能的机制与MAPK通路相关蛋白的激活有关。

干细胞外泌体促进角膜损伤修复研究获进展

近日,中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所研究员杨慧团队在干细胞外泌体促进人眼角膜损伤修复方面的研究取得阶段性成果.最新研究成果以A human cornea-on-a-chip for the study of epithelial wound healing by extracellular vesicles(《人眼角膜芯片用于研究细胞外囊泡对角膜损伤的作用》)为题,发表在iScience上.

角膜穿通伤早期兔眼角膜上皮基底膜的修复和再生过程

目的观察角膜穿通伤早期兔眼角膜上皮基底膜(EBM)的修复和再生过程。方法采用随机数字表法将42只新西兰白兔分为建模后1、3、5、7、14、21和30 d组,每组6只,均取右眼建模作为实验眼。另取6只未经任何处理的新西兰白兔作为正常对照组。应用2.0 mm环钻建立兔角膜环钻穿通伤模型。建模后各组于相应时间点在裂隙灯显微镜下观察角膜,Image J软件测定角膜荧光素着色面积评估上皮愈合情况,Fantes分级量表评估角膜混浊程度,苏木精-伊红染色观察角膜上皮和基质修复情况,透射电子显微镜下观察EBM再生情况。结果兔角膜穿通伤后各组角膜荧光素染色面积总体比较,差异有统计学意义(F=3398.88,P<0.01),其中建模后1、3、5、7和14 d组角膜上皮荧光素着色面积分别为(4.00±0.10)、(3.11±0.10)、(2.00±0.06)、(0.90±0.04)和(0.67±0.03)mm2,角膜上皮荧光素着色面积逐渐缩小,两两比较差异均有统计学意义(均P<0.05);建模后21 d和30 d组均未见角膜上皮荧光素着色。建模后1、3、5、7、14、21和30 d组角膜混浊程度评分分别为3.44±0.53、0.67±0.25、1.33±0.50、2.11±0.60、2.44±0.53、3.22±0.44和3.78±0.44,建模后1~5 d角膜混浊评分下降,建模后5~30 d角膜混浊评分逐渐升高,各组角膜混浊评分总体比较,差异有统计学意义(F=51.182,P<0.01)。苏木精-伊红染色结果显示角膜伤口区开始由纤维斑块填充,建模后3 d组单层上皮覆盖,建模后5 d组大量成纤维细胞及其分泌的细胞外基质填充,建模后21 d及30 d组前部基质中胶原纤维排列紧密。透射电子显微镜下观察结果显示,伤口区由肌成纤维细胞及不规则胶原纤维填充,建模后21 d角膜基质开始重塑,EBM于建模后21 d和30 d开始不完全再生。结论兔角膜穿通伤后角膜纤维化启动并逐渐加重,EBM不完全再生。

间充质干细胞因子群对角膜损伤药效研究及临床初探

间充质干细胞因子群是干细胞分泌的蛋白产物,具有促修复、调节免疫、抑制瘢痕产生等许多干细胞的生物学特性。试验应用干细胞因子对大鼠角膜化学烧伤进行治疗,结果表明干细胞因子可以促进角膜修复,缩短愈合时间,改善角膜透明度和水肿情况,同时抑制新生血管的过度生长。临床案例证明干细胞因子可以加速角膜损伤的愈合,使用简单、安全。

细胞凋亡与眼角膜病研究进展

细胞凋亡是一种基因控制的细胞程序性死亡方式。人体内特定时间、特定器官中特定细胞的凋亡是组织正常生长发育和功能维持的重要机制,异常的凋亡则被认为与疾病的发生发展有关。角膜组织中的细胞包括上皮细胞、基质细胞、内皮细胞以及其他间充质细胞,它们的凋亡平衡对于角膜的透光性、屈光性以及保护、防御功能的发挥至关重要。而在角膜受到各种机械性、化学性、生物性因子损伤后的凋亡与创伤修复过程密切相关。本文综述了角膜组织中各种细胞的凋亡现象在角膜损伤修复过程中的作用,细胞凋亡与角膜炎、角膜营养不良、圆锥角膜等角膜病以及角膜移植的关系。

神经生长因子对单纯疱疹病毒性角膜炎的治疗作用与机制

单纯疱疹病毒性角膜炎(HSK)是由单纯疱疹病毒所致的角膜炎,是世界范围内致盲的一个重要原因,而其复发性及对阿昔洛韦日渐增加的耐药性让医师在治疗过程中感到棘手,寻求可替代的药物成为未来的趋势。神经生长因子(NGF)现认为不仅存在于神经系统中,也存在于多种组织中,并且作为一种免疫调节因子发挥作用。NGF及其受体也存在于角膜上。近年有学者在动物模型以及临床上将其用于HSK的治疗,取得了很好的效果。本文将NGF对HSK的作用,以及其影响角膜损伤修复、角膜神经再生、Toll样受体通路及维持病毒潜伏状态等相关机制进行综述,为后续研究方向提供参考。

microRNA-203通过靶向SRC抑制人角膜上皮细胞增殖与迁移

角膜上皮损伤修复对于维持角膜的完整性和透明度至关重要,其分子调控机制尚未明了。本室前期研究发现,miR-203在小鼠角膜上皮损伤修复中显著下调,提示miR-203在该进程中发挥重要作用。本研究首先通过小鼠在体实验,证实miR-203在角膜上皮损伤修复中的急剧下调。体外实验将miR-203转染入人角膜上皮细胞(human corneal epithelial cells, HCECs),使miR-203过表达。应用MTS法、EdU检测、流式细胞术、划痕实验和小孔迁移实验检测转染后细胞增殖、细胞周期及细胞迁移的变化情况。结果发现,过表达miR-203能抑制HCECs增殖(P<0.01),其细胞周期各时相比例中G1期上调了10.63%,并能诱导人角膜上皮细胞发生凋亡(P<0.001),划痕实验及小孔迁移检测均证实,过表达miR-203能抑制HCECs迁移。通过生物信息学预测及Western印迹验证SRC原癌基因(SRC proto-oncogene)是miR-203作用的靶基因。进一步在HCECs中敲减SRC,发现人角膜上皮细胞增殖速率放缓(P<0.001)。与阴性对照组相比,SRC敲减组细胞G1期上调了17.19%,且凋亡率增加(P<0.01)。划痕实验及小孔迁移实验也证实,降低SRC表达能抑制HCECs迁移。该研究表明,miR-203可能通过下调靶基因SRC的表达,进而影响HCECs的增殖及迁移。本研究将为miR-203在角膜损伤修复过程中的作用机制提供理论依据,并为临床治疗角膜损伤提供新靶点。

血小板源性生长因子与眼科疾病

角膜损伤、白内障、增殖性玻璃体视网膜病变、青光眼都是可以致盲的眼科疾病,虽然目前手术治疗效果确切,但手术不能阻止它们的再发。近年来,越来越多的研究者发现,血小板源性生长因子在以上眼科疾病的发生发展中起重要作用,并试图探索出一条新的防治途径。现就近年来国内外对于血小板源性生长因子与角膜损失、白内障、增殖性玻璃体视网膜病变、青光眼的研究现状进行简要概述。

反义寡核苷酸技术与眼科疾病

角膜损伤、白内障、青光眼、增殖性玻璃体视网膜病变都是可以致盲的眼科疾病,对此类疾病目前主要是采取药物及手术治疗,而手术不能阻止它们的再发。近年来,越来越多的研究者发现,反义寡核苷酸技术在以上眼科疾病的发生发展中起重要作用,并试图探索出一条新的防治途径。现就近年来国内外对于反义寡核苷酸技术与角膜损伤、白内障、青光眼、增殖性玻璃体视网膜病变的研究现状进行简要概述。

microRNA-182抑制人角膜上皮细胞增殖和迁移

目的:通过体内动物实验与体外细胞实验来阐明microRNA-182(miR-182)在角膜上皮损伤修复中的功能。方法:实验研究。体内实验选取5只C57BL/6J野生型小鼠,通过机械刮伤法构建小鼠角膜上皮损伤修复模型作为实验组,对侧眼作为对照组,通过实时定量RT-PCR法检测miR-182在损伤修复过程(损伤后48h)的表达。体外实验采用脂质体介导的方法将miR-182和随机序列寡核苷酸链转染入人角膜上皮细胞(HCECs),通过细胞增殖实验(MTS法)和细胞克隆形成实验检测细胞增殖和生长能力,流式细胞术检测细胞周期,细胞划痕实验检测细胞迁移能力。MiR-182表达量及细胞实验各参数2组间比较采用独立样本t检验。结果:体内实验中,与对照组相比,实验组中5个样本量的miR-182在角膜上皮损伤修复过程中表达水平显著下调(t=147.6、79.2、136.8、41.3、89.8,均P<0.001)。体外实验中,miR-182组相对细胞数目为(81±5)%,与阴性对照组(100%)相比显著减少(t=6.6,P=0.003),同时miR-182组细胞克隆数明显少于阴性对照组。细胞周期检测结果显示实验组处于G1期细胞数量比例为(49±7)%,明显高于阴性对照组的(35±4)%(t=-3.0,P=0.041)。此外,细胞迁移实验结果显示miR-182组HCECs细胞迁移的距离为(99±12)μm,而阴性对照组的迁移距离为(213±14)μm(t=10.8,P=0.001),迁移速度明显变慢。结论:miR-182通过抑制角膜上皮细胞的增殖与迁移,从而对角膜上皮损伤修复起到负调控的作用。