2胚胎干细胞在眼科的研究现状

    2.1胚胎干细胞与角膜  严重的眼表疾病如Stevens-Johnson综合症、化学性烧伤等，可以引起角膜缘上皮细胞缺失，导致球结膜上皮化、角膜新生血管形成和结膜瘢痕，最终导致视力丧失。虽然目前自体角膜缘干细胞移植[8]和口唇粘膜[9]移植可以成功的进行眼表重建，但一些严重的眼表疾病如Stevens-Johnson综合症，通常是双眼发生病变，且口唇粘膜同时受累，因此，将ESCs诱导形成角膜缘干细胞，为治疗此类疾病提供了新的思路。王智崇等[10]用表层角膜缘基质接触诱导ESCs，在体外分化成为单一形态的较大细胞，裸鼠皮下移植后形成细胞复层，电子显微镜发现细胞核呈扁平状，细胞表面有微绒毛结构，符合角膜缘干细胞的部分形态学特征，而体外培养条件下，角膜基质剥离面的ESCs细胞仍保持其小细胞状态不变，未经表层角膜缘基质诱导的ESCs细胞裸鼠皮下注射后分化为畸胎瘤样结构，表明表层角膜缘基质的这种微妙的调节微环境具有诱导ESCs细胞定向分化为角膜缘干细胞的潜能。2001年，喻瓴等将大鼠ESC 细胞与兔角膜缘上皮细胞共同培养以诱导其分化,结果由ESCs分化出的细胞具有上皮细胞表型,并且还表达角膜上皮细胞特异性标志物细胞角蛋白K3/ K12[11]。最近，Homma等[12]将小鼠ESCs用Ⅳ型胶原接触诱导后形成上皮祖细胞，其角膜上皮细胞特异性标记物K12表达阳性，鳞状上皮细胞标记物K14表达阴性。然后将诱导后的上皮祖细胞移植到以n－庚醇制备的角膜损伤小鼠模型，移植后24h可见受损角膜重新上皮化，修复细胞来源于移植的干细胞。有趣的是部分移植细胞呈现基底细胞或翼细胞外观，说明移植细胞同时出现了非角膜上皮细胞的特性。由此可见，对于双眼完全性角膜缘干细胞缺乏的病例，ESCs很有可能为角膜缘干细胞移植和眼表重建提供充足的细胞来源。

    2.2胚胎干细胞与晶状体  目前，人工晶状体植入在白内障治疗中得到世界范围的广泛应用，其手术方法的安全性是明确的，但是术后的调节问题一直没有得到很好的解决。2003年，国外研究者[13]以基质细胞来源的诱导活性（stromal cell-derived inducing activity, SDIA）为诱导剂，诱导猴ESCs分化成晶状体细胞，20d后细胞聚集成群，最终形成不同大小的透明体，具有三维结构，免疫组化和Western blot检测显示αA晶状体蛋白和Pax6阳性。一些细胞群内可见色素上皮细胞的存在。同时，晶状体细胞的数量随FGF-2浓度和ESCs集落密度的增加而增多。因此，将ESCs诱导成晶状体细胞，植入到晶状体摘除术后的囊带内，是替代人工晶状体治疗白内障的一个可能途径，而且可以很好的解决术后调节问题。

    2.3胚胎干细胞与视网膜  在眼科领域的研究中，ESCs移植尚处于实验研究阶段，其在视网膜变性疾病及视神经病变治疗中的应用潜能逐渐成为研究的热点。ESCs既可以作为视网膜神经元发育机制研究的良好模型，也可以为视网膜变性疾病进行细胞移植提供充足的资源。Schraermeyer 等[14]将ESCs移植至RCS(Royal College of Surgeons)大鼠的视网膜下腔,结果发现未进行ESCs移植的对照组视网膜外核层细胞发生变性而ESCs移植组外核层仍保留8排左右细胞,说明移植ESCs能延缓视网膜感光细胞的变性。

    Zhao等[15]研究发现，ESCs经体外诱导后可以分化成表达光感受器细胞特异性标志的细胞，但不呈现光感受器细胞的形态，可能与未同时进行细胞分化和形态学分化诱导有关。Hara等[16]将ESCs移植入成年小鼠玻璃体腔内，分别在移植后5d和3d进行形态学和凋亡检测，结果发现，在移植后5d，ESCs呈未分化状态，不表达神经元标记物，且大量细胞凋亡。而移植后30d未检测到凋亡细胞，其中一部分细胞沿视网膜内表面分化呈现神经节细胞形态，位于神经节细胞层，并形成神经元网络，且表达与宿主神经节细胞相似的神经元标记物；而另一部分远离视网膜表面的细胞则形成了畸胎瘤，说明ESCs向视网膜神经元分化需要视网膜微环境的诱导。而Meyer等[17]将小鼠ESCs在体外用视黄酸诱导为神经祖细胞后，移植至rd1鼠玻璃体腔后进行观察，结果发现移植细胞大部分分布在视网膜内界膜，少数细胞整合至视网膜神经节细胞层和内从状层，移植细胞呈现神经元样表型，且表达神经元和突触特异性标记物，说明视网膜特异性微环境对ESCs向神经元分化也具有诱导作用，且分化后的神经元可能与宿主神经元建立了突触联系。但其具体的诱导分化机制，以及是否成功的进行了功能重建还需进一步研究。

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