角膜缘干细胞在眼科的应用进展宋曲园1综述,马雅玲2审校(1.宁夏医学院,宁夏银川750004;2.宁夏医学院附属医院眼科,宁夏银川750004)[关键词]角膜缘干细胞;载体;移植中图分类号:R772.2文献标识码:A文章编号:1004-0412(2007)04-0445-03角膜是位于眼球前部的透明组织,起着眼球保护膜和“透光窗”的重要功能。角膜上皮的更新及创伤愈合过程,有赖于角膜缘干细胞的增殖、移行。当角膜缘干细胞缺失,会使角膜上皮增殖能力丧失、屏障功能下降,致使眼部出现不同程度的病理改变。角膜缘干细胞(Limbalstemcells,LSCs)的发现是近几十年来眼科学最重要的进展之一,其移植技术也是最先应用于眼科的成体干细胞移植技术。本文从LSCs定位鉴定、培养载体、临床应用三方面对其在眼科的应用进展进行阐述。1LSCs的发现、定位及鉴定1971年Davanger等[1]发现角膜上皮有由周边向中心移动的特性,据此提出角膜缘干细胞存在的假说。1986年Schermer等[2]首次通过实验证明角膜上皮干细胞位于角膜缘基底层,尤其是Vogt栅栏区乳头状结构中的角膜缘基底细胞层;且增生方式为:干细胞→短暂扩充细胞→有丝分裂后细胞→终级分化细胞。目前关于角膜缘干细胞存在于角膜缘的实验证据有:1.1角蛋白的测定:角膜上皮表达3对角蛋白。其中相对分子质量为64000的碱性角蛋白(K3)在角膜上皮细胞独特表达,AE5单克隆抗体是针对K3角蛋白的特异性抗体,其在结膜上皮表达阴性,而在角膜缘上皮细胞、角膜上皮表达阳性[2]。表明角膜缘基底细胞含有角膜上皮干细胞,提示角膜上皮再生的源头位于角膜缘。1.2角膜缘上皮细胞的克隆化培养:可通过细胞克隆化形成的3种细胞形态来判断细胞的增殖能力,即全克隆(代表极高的增殖力)、旁克隆(增殖力较弱)、部分克隆(全克隆至旁克隆的过渡)。角膜缘上皮细胞形成全克隆,并可多次传代,表明角膜上皮干细胞存在于角膜缘[3]。1.3角膜缘上皮的细胞周期分析:Ki267是进入活跃细胞周期的标志,角膜缘基底细胞有少数可见染色,表明基底细胞中含有干细胞[4]。Tseng用5-Fu能明显抑制角膜上皮的生长,而对角膜缘的细胞影响较小,说明角膜缘基底层的细胞是一群慢周期细胞。1.4用增生细胞核抗原评价细胞增生状态:Gan等[5]用其单克隆抗体对角膜、结膜及角膜缘组织进行检测,发现角膜缘基底膜处有大量阳性细胞,提示此处细胞比角膜上皮基底细胞具有更高的分裂增生能力。2LSCs培养载体的选择体外培养干细胞移植具有无免疫排斥反应、供体来源充足等优点,成为目前治疗临床上最棘手的双眼疾病患者的重基金项目:2006年度宁夏自治区教育厅资助项目(W200634)宋曲园:宁夏医学院2005级研究生要手段。既能保持培养细胞的生物特性,又具有良好的组织相容性、韧性的载体将使干细胞的移植成功率大大提高。为此,选择安全可靠的载体用于培养角膜缘干细胞已成为干细胞移植研究中的热点之一。2.1天然载体材料2.1.1胶原:胶原是从动物骨骼、筋膜中经浸煮、水解等多道工序提炼得来的,具有无抗原性、生物相容性好、可参与组织愈合过程的特点。Orwin[6]等众多研究者应用胶原作为载体培养角膜缘干细胞。但是胶原材料的稳定性较差,具有降解快、机械强度小等缺点,目前研究者正致力于应用精氨酸—甘氨酸—天冬氨酸肽接枝改、聚环氧化物交联等方法,希望进一步改善胶原材料的生物学性能。2.1.2羊膜:2000年Koizumi等[7]以人羊膜培养兔角膜缘干细胞并自体移植,达到完全上皮化的效果。Schwab等[8]则将以羊膜为载体培养出来的角膜上皮细胞移植至自体患眼,全部术眼的症状消失,重建角膜上皮层取得成功。羊膜是人体中最厚的基底膜,研究发现其富含细胞生长因子、蛋白成分,可促进上皮粘附、生长、分化;其抗原成分低,移植后不被宿主排斥;抗微生物特性强,可降低术后感染的发生率。2.1.3角膜基质:角膜基质有完整的细胞外基质,可使培养的干细胞和上皮细胞紧密附着,促进细胞的生长;可对角膜上皮提供类似间质营养器的作用,有利于培养角膜上皮细胞的增殖反应。学者们[9]研究证实,以角膜基质片作为载体培养的角膜组织,其结构与正常生理条件下的角膜组织结构近似。其天然结构及成分的优势,使得它作为载体的潜力巨大。2.1.4其他:1997年Leon等[10]首次报道了天然珊瑚礁羟基磷灰石应用于人工角...
