機(jī)械牽拉對角膜成纖維細(xì)胞增殖、遷移及基質(zhì)代謝影響的體外實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、繼發(fā)性角膜擴(kuò)張是LASIK術(shù)后最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，部分病例最終不得不進(jìn)行角膜移植，目前病因尚不清楚。LASIK術(shù)后角膜的應(yīng)力進(jìn)行了重新分布，同時損傷引起各種細(xì)胞因子和生長因子釋放，基質(zhì)細(xì)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(xì)胞進(jìn)行力學(xué)加載，著重探討周期性機(jī)械牽拉、細(xì)胞因子及炎性因子對角膜成纖維細(xì)胞增殖、遷移及基質(zhì)代謝的影響，從力學(xué)生物學(xué)角度對LASIK術(shù)后角膜損傷修復(fù)及角膜擴(kuò)張病變發(fā)生和發(fā)展的可能機(jī)理進(jìn)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(xué)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(xì)胞生長因子(bFGF)對角膜成纖維細(xì)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(jìn)角膜成纖維細(xì)胞增殖，但抑制了細(xì)胞遷移行為。EGF和bFGF可以減弱牽拉對細(xì)胞遷移的抑制效應(yīng)。
　　(2)探討了不同牽拉幅度的機(jī)械應(yīng)力對角膜成纖維細(xì)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(dá)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(dá)的調(diào)節(jié)具有雙向性:低幅度牽拉(5％)抑制MMP-2表達(dá)，對MT1-MMP無顯著影響，同時促進(jìn)TIMPs和CollagenⅠ表達(dá);高幅度牽拉(15％)則促進(jìn)MMP-2和MT1-MMP表達(dá)，抑制TIMPs和CollagenⅠ表達(dá)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明機(jī)械牽拉在角膜成纖維細(xì)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(fù)及圓錐角膜常常伴有炎癥的發(fā)生，加之應(yīng)力狀態(tài)的改變，使角膜處于復(fù)雜的環(huán)境中，這些因素對角膜成纖維細(xì)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(jī)械牽拉聯(lián)合作用對角膜成纖維細(xì)胞MMPs、 TIMPs及CollagenⅠ表達(dá)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(xì)胞MMP-1、MMP-3和MMP-9表達(dá)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(dá)水平進(jìn)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(dá)后，損傷性周期性牽拉對IL-1β誘導(dǎo)的MMPs有放大作用，這將進(jìn)一步增加角膜基質(zhì)降解的風(fēng)險(xiǎn)。
　　(4)ERK1/2信號通路參與了損傷性機(jī)械牽拉介導(dǎo)的角膜成纖維細(xì)胞MMP-2的表達(dá)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(dǎo)的MMP-2表達(dá)有關(guān)的主要信號通路。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)PD98059（MEK信號通路抑制劑）能夠顯著抑制機(jī)械牽拉引起的MMP-2表達(dá)，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(dá)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(qiáng)，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(dá)的調(diào)控。
　　綜