觀察中性粒細胞凋亡的情況研究角膜損傷修復機制

鄒桂花 譚剛

(南華大學附屬第一醫院眼科 湖南 衡陽 421001)

1.前言

細胞凋亡是首次由英國學者Kerr 提出的概念，普遍存在于生物體內，細胞凋亡是一種由基因控制的細胞自主性死亡方式，與組織器官的發育以及生理活動具有密切的關系，某些疾病病理過程與疾病惡化等過程相關，近年來中性粒細胞凋亡的研究逐漸深入。在角膜細胞的損傷修復中，角膜組織的上皮細胞、基質細胞、內皮細胞以及其他間充質細胞的凋亡對于角膜的透光性、趨光性以及保護防御功能具有關鍵的作用。角膜損傷修復是一個復雜的過程，包括損傷周圍鄰近細胞的移行、激活、增殖等過程而發生組織的合成與重構，當前臨床普遍采用激光學切削術作為矯正近視的治療手段，術后損傷修復是影響療效的重要因素，術后滴用的皮質類固醇眼藥水具有一定的危險性［1］。近年來對角膜損傷修復的研究逐漸深入，中性粒細胞凋亡是角膜損傷修復的啟動因素，觀察中性細胞凋亡情況對于角膜損傷修復研究具有重要的意義。

2.角膜損傷修復過程的調控

角膜損傷修復過程中細胞凋亡是各種生物性、化學性和機械性原因所引發的上皮損傷后修復反應的即刻啟動，以及修復過程的調控和終止。角膜損傷后中性粒細胞立即開始發生凋亡，而且角膜損傷程度不同，持續的時間也不同，采用激光切削術后細胞凋亡位于淺基質層，而且在不同損傷后的修復反應有所差異，在角膜的損傷修復過程中，基質細胞凋亡4h達到高峰，而周邊的基質細胞激活、增生，重新分布于前基質中，參與上皮和基質增生和修復。角膜損傷修復過程的基質凋亡可以分為以下幾個時相:(1)早期相，角膜損失的細胞凋亡早期相是損傷后數分鐘至數小時發生的凋亡反應，該種凋亡是一種防御作用，在感染角膜炎時，體內免疫系統激活需要一定的時間，細胞凋亡在此處起到了"防火墻"的作用，阻止病原體進一步擴散。(2)中期相，該階段數小時到數周出現，該階段的凋亡細胞主要是對損傷愈合反應起到作用，通過細胞的凋亡終止炎癥反應，避免角膜的進一步損傷。(3)晚期相，該階段主要是通過阻止基質細胞凋亡，從而減少隨后鄰近基質細胞的激活和增殖，該階段可以采用阻止基質細胞凋亡的方式調節角膜的損傷修復，促進角膜修復完善。

3.角膜損傷修復中性粒細胞凋亡意義

3.1 細胞凋亡的發生:正常的角膜上皮自我更新過程包括細胞終末分化和典型的細胞凋亡，因為角膜上皮有活性的細胞構成，因此經典的細胞凋亡主要分布于淺層上皮細胞中，越靠近中央角膜，非活性細胞的密度越高。正常的角膜基質細胞不存在細胞凋亡，通過末端標記技術能夠顯示出上皮損失的基質細胞凋亡現象，是隨著角膜修復級聯反應的啟動因素，該過程是一個動態過程，4h 達到高峰，2－4d 重新分布于前基質，并且新生的基質細胞合成和分泌排列紊亂的細胞外機制，參與上皮、基質的修復。

3.2 角膜損傷后局部微環境的改變與細胞凋亡:角膜上皮損傷后，局部微環境變化與角膜上皮、基質細胞凋亡具有密切關系，角膜上皮損傷早期，角質細胞生長因子的M－RNA 的水平增高，而且3d 達到高峰后開始下降，這些因子對于上皮細胞的增生和修復具有重要意義，但是因為這些因子具有時間限制性，能夠對早期上皮愈合后防止細胞凋亡的過度增生。角膜損傷后局部微環境的改變為上皮和基質之間相互作用提供基礎，通過上皮廣泛表達細胞因子及其受體的作用，通過自分泌、旁分泌以及鄰分泌等途徑，參與角膜細胞因子網絡復雜的調控體系，誘導基質細胞的凋亡，同時對角膜免疫赦免的維持起到一定的作用［2］。

3.3 中性粒細胞凋亡在角膜損傷修復過程中的意義:角膜損傷修復后主要經歷細胞凋亡、增殖、移行和分化，細胞外基質(ECM)分解、合成和沉積以及炎癥浸潤、新生血管形成等復雜的生物學過程。在臨床上，角膜上皮損傷是極其常見的，其中角膜堿燒傷是臨床常見的眼外傷之一，具有后果相對嚴重、危害性大的特點，這主要是因為堿能夠迅速滲透眼表面，通過細胞滲透以及蛋白水解酶和細胞因子的分泌導致嚴重的特征性的炎癥反應。角膜外傷常常有可能引起角膜的炎癥反應。角膜炎癥發展的過程中，上皮下的游走細胞可穿過上皮向表淺層移行，其中游走細胞包括中性粒細胞、淋巴細胞、嗜酸粒細胞、肥大細胞及巨噬細胞等。有研究中提出細菌性角膜炎游走細胞則以中性粒細胞為主，出現率為93－100%，分類百分率為86－92%，有的刮片中全部均為中性粒細胞所占據。在角膜損傷后幾小時內炎癥細胞就可從角膜緣血管和淚液進入角膜基質，到達損傷區。隨著損傷的修復，白細胞隨之發生降解并消失。［3］刮除兔的全部角膜上皮后兩小時，中性粒細胞就已經出現在創傷區域的邊緣以及周邊的角膜基質中，七十二小時白細胞開始出現脫顆粒與核降解。［4］研究發現，角膜堿燒傷后，大量的中性粒細胞出現在上皮和滲出物中以及角膜基質的潰瘍處。［5］體外實驗發現，白細胞介素(interleukin，IL)一1 或腫瘤壞死因子(tumornecrosis factor，TNF)可刺激角膜成纖維細胞產生單核細胞趨化蛋白(monocytechemotactic protein－1，MCP－1)等趨化因子很可能是損傷后釋放的可溶性細胞因子或趨化因子吸引炎癥細胞到損傷區域，而炎癥細胞的一個重要作用就是清除死亡角膜細胞釋放的細胞成分以及入侵的病原體。［6］研究發現當中性粒細胞缺乏時，角膜上皮修復速率減慢;而在中性粒細胞存在的情況下，可見增殖細胞核抗原表達增加。堿燒傷后用化學方法阻止中性粒細胞遷移入角膜可導致兔角膜上皮修復速率減慢而且標志增殖活性的增殖細胞核抗原的表達也降低。炎癥細胞因子能夠加強巨噬細胞對凋亡PMN 吞噬作用，提示這是炎癥部位負反饋控制PMN 數量的一種機制。總之，通過觀察中性粒細胞凋亡情況，了解促進或抑制中性粒細胞凋亡的特定的分子及代謝基礎以及機體內調節因子。對于角膜損傷修復機制的研究有很重要的影響，并且對角膜疾病的治療也有一定的意義。

4.結語

細胞凋亡是一種極為復雜的病理、生理過程，當前的研究顯示，細胞凋亡與角膜炎、圓錐角膜、角膜移植排斥等癥狀相關，對于角膜損傷修復具有重要的意義。因此研究細胞凋亡能夠揭示角膜損傷機理，而且為角膜損傷治療提供新的線索，從而促進角膜損傷修復。

［1］ 王小強，鄒留河，金濤，等.圓錐角膜中細胞凋亡及Fas－L 蛋白的表達［J］.眼科研究，2008，26(1):53－57.

［2］ 朱潔，細胞凋亡與眼角膜病研究進展［J］，安徽醫學，2010，31(5):532－534

［3］ 趙錦，吳靜安.核轉錄因子NF－JB 與角膜炎癥.國外醫學眼科學分冊，1998，22:121－124

［4］ Moore JE，McMullen TC，Campbell IL，et al.The inflammatorymilieuassociated with conjunctivalized cornea and its alterationwith IL－1 RA gene therapy.Invest Ophthalmol Vis Sci，2002，43:2905－29151

［5］ Ozturk S，Deveci M，Sengezer M，et al.Results of artificial in－flammation in scarless foetal wound healing:an experimental studyin foetal lambs.Br J Plast Surg，2001，54:47－521

［6］ Tran MT，Tellaetxe－Isusi M，Elner，VStrieterRM，Lausch RN and oakes JE.Proinflammatory cytokines induce RANTES and MCP－1 synthesis in human Comeal keratoeytes but not in corneal epithelial cells.Invest OPhthalmol Vis Sci1996;37:987－996