瞼板腺干細胞的研究現狀

伍 兵，許康康，謝華桃

(1湖北省公安縣二人民醫院眼科，湖北公安434300;2華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院眼科，湖北武漢430022)

·綜述·

瞼板腺干細胞的研究現狀

伍 兵1，許康康2，謝華桃2

(1湖北省公安縣二人民醫院眼科，湖北公安434300;2華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院眼科，湖北武漢430022)

瞼板腺功能障礙(MGD)是導致蒸發型干眼(EDED)的最主要原因．瞼板腺(MGs)分泌的脂質構成淚膜前表面，以防止淚液蒸發過快，其正常穩態則由瞼板腺干細胞維持．本文回顧近年國內外相關研究成果，對瞼板腺干細胞的位置、功能、體外模型等研究現狀進行總結，為MGD以及相關干眼發病機制的進一步研究提供參考．

瞼板腺功能障礙;干細胞

0 引言

瞼板腺(meibomian glands，MGs)由德國醫學家Meibom在 1666年首次報道，并以他的名字命名．MGs分布于上下瞼板，上瞼約30～40個，下瞼約20～30個，與瞼緣垂直排列;每個腺體分為腺泡和導管兩部分，導管開口于瞼緣后唇．作為人體最大的皮脂腺，MGs分泌方式為全分泌(Holocrine)，即終末分化的腺體細胞崩解后，其合成的脂質與其它細胞成分一起排入導管，最終排出到眼表，形成光滑的光學界面，并構成淚膜前表面的脂質層．脂質層可防止淚液蒸發過快，從而發揮穩定淚膜的功能［1］．脂質分泌伴隨著細胞崩解意味著MGs內存在持續更新的系統，維持著動態的平衡．目前對于維持MGs持續更新的干細胞的系統研究還不是很透徹，本文回顧近年來相關研究成果，對瞼板腺干細胞的位置、功能、體外模型以及與MGs疾病的關系等研究現狀進行了總結．

1 瞼板腺干細胞的位置及功能

成體干細胞為一群未分化的具有多種分化潛能的細胞．它們能夠自我更新，并在器官內不斷產生分化細胞以維持器官的功能［2］．Gorgas等［3］和 Sirigu等［4］分別在鼠和人的MGs腺泡內部通過透射電鏡發現了集中在腺泡基底層的未分化細胞．Olami等［5］在2001年通過放射性標記胸腺嘧啶核苷探測小鼠MGs腺泡內的有絲分裂細胞，發現，被標記的細胞集中在基底部，并隨著時間的推移在腺泡中央出現．因此證明腺泡細胞在腺泡內部呈向心性運動，平均每天移動0．62 μm，且從形成到遷移至中央釋放脂質大約需要9 d，由此推測瞼板腺干細胞可能存在于腺泡的基底層．

在角膜緣［6］、皮膚［7］等組織中，干細胞為“靜息”的標記滯留細胞(label-retaining cells，LRCs)．然而，大部分MGs腺泡基底部細胞有絲分裂極其活躍，與干細胞“靜息”特性不符，所以目前它們被認定為祖細胞(progenitor cells)．2016年，Parfitt等［8］用一種綠色熒光蛋白(H2B-GFP/K5tTA)追蹤鼠標記滯留細胞，發現標記滯留的“靜息”細胞位于導管上皮與腺泡上皮交界處，其中既有表達細胞骨架蛋白6(cytokeratin 6，CK6)的小管細胞，也有不表達此蛋白的腺泡細胞;譜系追蹤(lineage-tracing)顯示腺泡來源于同一個祖細胞，而導管來源于不同的多個祖細胞，說明導管與腺泡由不同的祖細胞維持自我更新．但是，關于這些祖細胞上游是否還有更原始的雙能干細胞，它們保持靜息與激活狀態的機制以及是否表達特定的標志物，目前仍不清楚，有待進一步研究．

2 瞼板腺干細胞的體外增殖與分化

Liu等［9］在2010年成功用導入端粒酶的方式將人瞼板腺上皮細胞永生化，這是目前世界上唯一的瞼板腺上皮細胞系;永生化的細胞在不含血清的培養液中處于未分化狀態，有極強的增殖能力，具有瞼板腺上皮祖細胞特性;一旦暴露于含血清的培養液，細胞則開始分化、聚集與合成脂質［10］．這種增殖-分化的體外模型被廣泛用來研究不同藥物對瞼板腺干細胞分化與增殖的影響．Liu等［11］在2013年報道表皮細胞生長因子與牛垂體提取物可促進未分化瞼板腺細胞的增殖．阿奇霉素則能促進瞼板腺上皮干細胞分化，表現為細胞內大量膽固醇及中性脂質合成［12－13］，為阿奇霉素治療MGD提供了理論基礎．Omega 3和Omega 6亦可在體外促進瞼板腺上皮細胞脂質合成［14］．此外，有研究［15］顯示體外高糖狀態對瞼板腺上皮細胞存在毒性作用，提示應該重視糖尿病患者的MGs功能并預防相關干眼的發生．雖然目前通過此模型對MGs腺泡細胞的增殖、分化調節機制的研究取得了較大進展，但是導管細胞的分離、增殖以及分化還有待深入研究．

3 瞼板腺干細胞與瞼板腺功能障礙

瞼板腺功能障礙(meibomian gland dysfunction，MGD)是一種由MGs終末導管阻塞和(或)MGs分泌物異常導致淚膜穩定性下降合并眼部不適等一系列癥狀的眼表疾病［16］．MGD的發病與年齡及種族相關，60歲以上的亞裔人群中，發病率為46．2%～69．3%［17］．目前認為其病理機制主要為導管上皮過度角化，導致管腔狹窄，瞼脂淤滯，導管囊樣擴張，進而發生腺泡萎縮［1］．但是導管上皮增殖、轉分化為角化上皮的機制仍不明確．Parfitt等［18］在年齡相關性MGD的老年小鼠中并未觀察到導管的過度角化，他們認為脂質合成的關鍵因子PPAR-γ活性下降可能是其主要病因．Hwang等［19］提出“腺泡中心說”代替以往的“導管中心說”，即由于MGs腺泡細胞的自我更新、分化調節異常，直接導致腺泡萎縮，從而介導脂質合成與瞼脂分泌異常．MGs的腺泡來源于單個祖細胞［8］，因此干細胞的衰竭可能使腺泡萎縮，從而導致MGD的發生．

4 瞼板腺干細胞的臨床轉化應用前景

綜上所述，瞼板腺干細胞存在于MGs腺泡與導管交界處，體外細胞模型促進了瞼板腺干細胞增殖與分化的研究．瞼板腺干細胞與MGD息息相關，其鑒定、分離、體外擴增以及增殖分化等基礎研究將為MGs再生提供重要的理論基礎，對恢復瞼板腺功能以及干眼的治療有著重要的意義．

［1］Knop E，Knop N，Millar T，et al．The international workshop on meibomian gland dysfunction:report of the subcommittee on anatomy，physiology，and pathophysiology of the meibomian gland［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2011，30，52(4):1938－1978．

［2］Lavker RM，Tseng SC，Sun TT．Corneal epithelial stem cells at the limbus:looking at some old problems from a new angle［J］．Exp Eye Res，2004，78(3):433－446．

［3］Gorgas K，Vlkl A．Peroxisomes in sebaceous glands．IV．Aggregates of tubular peroxisomes in the mouse meibomian gland［J］．Histochem J，1984，16(10):1079－1098．

［4］Sirigu P，Shen RL，Pinto da Silva P．Human meibomian glands:the ultrastructure of acinar cells as viewed by thin section and freezefracture transmission electron microscopies［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，1992，33(7):2284－2292．

［5］Olami Y，Zajicek G，Cogan M，et al．Turnover and migration of meibomian glandcells in rats，eyelids［J］．Ophthalmic Res，2001，33(3):170－175．

［6］Cotsarelis G，Cheng SZ，Dong G，et al．Existence of slow-cycling limbal epithelial basal cells that can be preferentially stimulated to proliferate:implications on epithelial stem cells［J］．Cell，1989，57(2):201－209．

［7］Cotsarelis G，Sun TT，Lavker RM．Label-retaining cells reside in the bulge area of pilosebaceous unit:implications for follicular stem cells，hair cycle，and skin carcinogenesis［J］．Cell，1990，61(7): 1329－1337．

［8］Parfitt GJ，Lewis PN，Young RD，et al．Renewal of the holocrine meibomian glands by label-retaining，unipotent epithelial progenitors［J］．Stem Cell Reports，2016，7(3):399－410．

［9］Liu S，Hatton MP，Khandelwal P，et al．Culture，immortalization，and characterization of human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2010，51(8):3993－4005．

［10］Sullivan DA，Liu Y，Kam WR，et al．Serum-induced differentiation of human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2014，55(6):3866－3877．

［11］Liu S，Kam WR，Ding J，et al．Effect of growth factors on the proliferation and gene expression of human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest ophthalmol Vis Sci，2013，54(4):2541－2550．

［12］Liu Y，Kam WR，Ding J，et al．Effect of azithromycin on lipid accumulation in immortalized human meibomian gland epithelial cells［J］．JAMA Ophthalmol，2014，132(2):226－228．

［13］Liu Y，Kam WR，Ding J，et al．One man's poison is another man's meat:using azithromycin-induced phospholipidosis to promote ocular surface health［J］．Toxicology，2014，320:1－5．

［14］Liu Y，Kam WR，Sullivan DA．Influence of Omega 3 and 6 fatty acids on human meibomian gland epithelial cells［J］．Cornea，2016，35(8): 1122－1126．

［15］Ding J，Liu Y，Sullivan DA．Effects of insulin and high glucose on human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2015，56(13):7814－7820．

［16］Nichols KK，Foulks GN，Bron AJ，et al．The international workshop on meibomian gland dysfunction:executive summary［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2011，52(4):1922－1929．

［17］Labbé A，Wang YX，Jie Y，et al．Dry eye disease，dry eye symptoms and depression:the Beijing Eye Study［J］．Br J Ophthalmol，2013，97(11):1399－1403．

［18］Parfitt GJ，Xie Y，Geyfman M，et al．Absence of ductal hyper-keratinization in mouse age-related meibomian gland dysfunction (ARMGD)［J］．Aging(Albany NY)，2013，5(11):825－834．

［19］Hwang HS，Parfitt GJ，Brown DJ，et al．Meibocyte differentiation and renewal:Insights into novel mechanisms of meibomian gland dysfunction(MGD)［J］．Exp Eye Res，2017．pii:S0014－4835(17) 30061－1．

Research status of meibomian gand stem cells

WU Bing1，XU Kang-Kang2，XIE Hua-Tao2

1Department of Ophthalmology，The Second Hospital of Gongan，Gongan 434300，China;2Department of Ophthalmology，Wuhan Union Hospital，Affiliated to Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430022，China

Meibomian gland dysfunction(MGD)is the major cause of evaporative dry eye disease(EDED)．Meibomian glands (MGs)secrete lipid onto the ocular surface forming the uppermost portion of the tear film to reduce aqueous tear evaporation．The homeostasis of MGs was maintained by meibomian gland stem cells．After reviewing relevant research results in recent years，we summarized the research status on the location，function and in vitro model of meibomian gland stem cells in order to provide reference for further research on pathogenesis of MGD and EDED．

meibomian gland dysfunction;stem cells

R777．1+3;R77

A

2095-6894(2017)08-65-02

2017－05－29;接受日期:2017－06－19

國家自然科學基金青年科學基金項目(81300736)

伍 兵．本科，主治醫師．研究方向:角膜與眼表疾病、白內障的診治及研究．E-mail:7342010@qq．com

謝華桃．博士，主治醫師．研究方向:角膜與眼表疾病臨床與基礎研究．E-mail:huataoxie@hust．edu．cn