機械牽拉對角膜成纖維細胞增殖、遷移及基質(zhì)代謝影響的體外實驗研究.pdf

1、繼發(fā)性角膜擴張是LASIK術(shù)后最嚴重的并發(fā)癥之一，部分病例最終不得不進行角膜移植，目前病因尚不清楚。LASIK術(shù)后角膜的應力進行了重新分布，同時損傷引起各種細胞因子和生長因子釋放，基質(zhì)細胞生存的微環(huán)境發(fā)生了變化。因此，本文通過對體外培養(yǎng)的兔角膜成纖維細胞進行力學加載，著重探討周期性機械牽拉、細胞因子及炎性因子對角膜成纖維細胞增殖、遷移及基質(zhì)代謝的影響，從力學生物學角度對LASIK術(shù)后角膜損傷修復及角膜擴張病變發(fā)生和發(fā)展的可能機理進行深入

2、研究。
　　主要工作及研究結(jié)果如下:
　　(1)體外模擬LASIK術(shù)后角膜力學環(huán)境變化，探討5％周期性牽拉條件下，表皮生長因子(EGF)和堿性成纖維細胞生長因子(bFGF)對角膜成纖維細胞增殖、遷移的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)5％周期性牽拉能夠促進角膜成纖維細胞增殖，但抑制了細胞遷移行為。EGF和bFGF可以減弱牽拉對細胞遷移的抑制效應。
　　(2)探討了不同牽拉幅度的機械應力對角膜成纖維細胞基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)及其抑制因子

3、(TIMPs)、Ⅰ型膠原(CollagenⅠ)表達的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn):不同幅度周期性牽拉對MMPs、TIMPs和CollagenⅠ表達的調(diào)節(jié)具有雙向性:低幅度牽拉(5％)抑制MMP-2表達，對MT1-MMP無顯著影響，同時促進TIMPs和CollagenⅠ表達;高幅度牽拉(15％)則促進MMP-2和MT1-MMP表達，抑制TIMPs和CollagenⅠ表達。實驗結(jié)果表明機械牽拉在角膜成纖維細胞基質(zhì)代謝調(diào)控中發(fā)揮了重要作用。

4、r>　　(3) LASIK術(shù)后的角膜損傷修復及圓錐角膜常常伴有炎癥的發(fā)生，加之應力狀態(tài)的改變，使角膜處于復雜的環(huán)境中，這些因素對角膜成纖維細胞基質(zhì)代謝的影響尚不清楚。因此，我們在損傷性牽拉的條件下添加了炎性因子IL-1β，探討炎性因子與機械牽拉聯(lián)合作用對角膜成纖維細胞MMPs、 TIMPs及CollagenⅠ表達的影響。
　　研究發(fā)現(xiàn):IL-1β與15％周期性牽拉聯(lián)合作用對角膜成纖維細胞MMP-1、MMP-3和MMP-9表達有協(xié)同

5、作用，但對MMP-2無顯著影響; TIMP-1顯著下調(diào)， TIMP-2無顯著變化;CollagenⅠα1mRNA表達水平進一步下降，兩者具有協(xié)同作用。提示炎癥等因素啟動了一些MMPs表達后，損傷性周期性牽拉對IL-1β誘導的MMPs有放大作用，這將進一步增加角膜基質(zhì)降解的風險。
　　(4)ERK1/2信號通路參與了損傷性機械牽拉介導的角膜成纖維細胞MMP-2的表達調(diào)控。
　　我們首先通過MAPK家族信號通路抑制劑篩選了與15

6、％周期性牽拉介導的MMP-2表達有關(guān)的主要信號通路。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)PD98059（MEK信號通路抑制劑）能夠顯著抑制機械牽拉引起的MMP-2表達，而SP600125（JNK信號通路抑制劑）和SB203850(p38信號通路抑制劑)則對MMP-2的表達沒有顯著影響。其次，15％周期性牽拉使ERK1/2磷酸化水平明顯增強，PD98059則使ERK磷酸化水平受到明顯抑制。說明ERK1/2參與了損傷性牽拉引起的MMP-2表達的調(diào)控。
　　綜