擴張性角膜疾病的力學生物學研究.pdf

1、擴張性角膜疾病是需要進行角膜移植的第二大適應(yīng)癥，包括圓錐角膜和屈光手術(shù)后的角膜膨隆（醫(yī)源性角膜膨?。?。角膜屈光手術(shù)后角膜變薄，在眼內(nèi)壓、用力揉眼等情況下使角膜的應(yīng)變增大；同時，角膜屈光手術(shù)后上皮細胞分泌炎性因子IL-1β參與傷口愈合，尤其是術(shù)后干眼癥會導致淚液中IL-1β的升高，使基質(zhì)層的細胞處于復雜的力學和生物學環(huán)境中。當角膜基質(zhì)層受損后，角膜基質(zhì)細胞會分化為角膜成纖維細胞參與角膜的損傷修復和傷口愈合。
　　圓錐角膜患者淚液中和

2、上皮細胞 TNF-α表達的升高，以及圓錐角膜患者常伴有異常揉眼的習慣，使得圓錐角膜成纖維細胞也處于復雜的力學和生物學環(huán)境。為了研究擴張性角膜疾病的發(fā)生機制，本文對角膜成纖維細胞在 IL-1β存在的條件下施加了不同幅度的力學牽拉，研究角膜成纖維細胞形態(tài)和細胞外基質(zhì)的變化。同時，提取了圓錐角膜成纖維細胞，研究炎性因子 TNF-α對圓錐角膜成纖維細胞基質(zhì)金屬蛋白酶及其抑制劑表達的影響。
　　主要工作及研究結(jié)果如下：
　?。?）體外

3、對角膜成纖維細胞施加了不同幅度（5％、10%、15%）的力學牽拉，研究力學刺激對角膜成纖維細胞形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)力學牽拉使角膜成纖維細胞的F-actin發(fā)生收縮，牽拉幅度越大F-actin收縮程度越大，使角膜成纖維細胞的遷移受到抑制。
　?。?）探討了在炎性因子 IL-1β存在時，不同幅度（5%、10%）、不同持續(xù)時間（12 h、24 h、36h）的力學牽拉作用對角膜成纖維細胞I型膠原、Lumican表達的影響。同時，用明膠酶譜法和

4、western blot對不同幅度作用36 h時角膜成纖維細胞上清液中MMP2、MMP9的表達進行了檢測。
　　研究發(fā)現(xiàn)：力學牽拉、IL-1β短時間（12 h）單獨作用能降低角膜成纖維細胞Ⅰ型膠原的合成，這可能是角膜成纖維細胞對其做出的的應(yīng)急反應(yīng)。低幅度（5%）牽拉單獨作用較長時間（24 h、36 h）能促進角膜成纖維細胞Ⅰ型膠原的合成，高幅度（10%）牽拉則抑制Ⅰ型膠原的合成。IL-1β與力學牽拉共同作用使角膜成纖維細胞Ⅰ型膠原

5、合成降低。
　　力學牽拉短時間單獨作用時，低幅度能促進Lumican的表達，高幅度卻抑制其表達；IL-1β與力學牽拉共同作用能促進Lumican的表達。IL-1β能誘導角膜成纖維細胞MMP9的表達，并促進MMP2的表達；力學牽拉能進一步促進IL-1β引起的MMP2表達的升高。
　　說明炎性因子與力學牽拉共同作用使角膜成纖維細胞膠原合成減少、基質(zhì)降解增多，可能會引起醫(yī)源性角膜膨隆的發(fā)生。
　?。?）圓錐角膜患者淚液中TN

6、F-α表達的升高以及上皮細胞TNF-α的高表達，使圓錐角膜成纖維細胞處于炎癥環(huán)境中，通過對圓錐角膜成纖維細胞施加不同濃度的TNF-α作用，發(fā)現(xiàn)TNF-α能促進圓錐角膜成纖維細胞 MMPs的表達，而抑制其 TIMPs的表達。MMPs/TIMPs的失衡將導致圓錐角膜成纖維細胞外基質(zhì)的降解增多，進而可能導致角膜組織結(jié)構(gòu)的完整性遭受破壞。
　?。?）對圓錐角膜成纖維施加 TNF-α和力學牽拉的作用，研究發(fā)現(xiàn)兩者共同作用使圓錐角膜成纖維細胞