擴(kuò)張性角膜疾病的力學(xué)生物學(xué)研究.pdf

1、擴(kuò)張性角膜疾病是需要進(jìn)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?。ㄡt(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(xì)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(dǎo)致淚液中IL-1β的升高，使基質(zhì)層的細(xì)胞處于復(fù)雜的力學(xué)和生物學(xué)環(huán)境中。當(dāng)角膜基質(zhì)層受損后，角膜基質(zhì)細(xì)胞會分化為角膜成纖維細(xì)胞參與角膜的損傷修復(fù)和傷口愈合。
　　圓錐角膜患者淚液中和

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

3、對角膜成纖維細(xì)胞施加了不同幅度（5％、10%、15%）的力學(xué)牽拉，研究力學(xué)刺激對角膜成纖維細(xì)胞形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)力學(xué)牽拉使角膜成纖維細(xì)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(xì)胞的遷移受到抑制。
　　（2）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(xué)牽拉作用對角膜成纖維細(xì)胞I型膠原、Lumican表達(dá)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(xì)胞上清液中MMP2、MMP9的表達(dá)進(jìn)行了檢測。
　　研究發(fā)現(xiàn)：力學(xué)牽拉、IL-1β短時間（12 h）單獨作用能降低角膜成纖維細(xì)胞Ⅰ型膠原的合成，這可能是角膜成纖維細(xì)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(jìn)角膜成纖維細(xì)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(xué)牽拉共同作用使角膜成纖維細(xì)胞Ⅰ型膠原

5、合成降低。
　　力學(xué)牽拉短時間單獨作用時，低幅度能促進(jìn)Lumican的表達(dá)，高幅度卻抑制其表達(dá)；IL-1β與力學(xué)牽拉共同作用能促進(jìn)Lumican的表達(dá)。IL-1β能誘導(dǎo)角膜成纖維細(xì)胞MMP9的表達(dá)，并促進(jìn)MMP2的表達(dá)；力學(xué)牽拉能進(jìn)一步促進(jìn)IL-1β引起的MMP2表達(dá)的升高。
　　說明炎性因子與力學(xué)牽拉共同作用使角膜成纖維細(xì)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。
　　（3）圓錐角膜患者淚液中TN

6、F-α表達(dá)的升高以及上皮細(xì)胞TNF-α的高表達(dá)，使圓錐角膜成纖維細(xì)胞處于炎癥環(huán)境中，通過對圓錐角膜成纖維細(xì)胞施加不同濃度的TNF-α作用，發(fā)現(xiàn)TNF-α能促進(jìn)圓錐角膜成纖維細(xì)胞 MMPs的表達(dá)，而抑制其 TIMPs的表達(dá)。MMPs/TIMPs的失衡將導(dǎo)致圓錐角膜成纖維細(xì)胞外基質(zhì)的降解增多，進(jìn)而可能導(dǎo)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(xué)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(xì)胞