【摘要】晶状体后囊膜混浊（PCO）是现代白内障囊外摘除联合人工晶状体植入术术后引起视力下降的常见，有多种方法用于研究后囊膜混浊，但各有利弊。细胞调节系统在后囊膜混浊的形成发挥重要作用。本文就后囊膜混浊的不同研究方法及与后囊膜混浊有关的细胞生物学调节方式进行综述，展望防治PCO的前景。
【关键词】 后囊膜混浊 细胞生物学调节 晶状体上皮细胞
Progresses of researching approaches and cell biology researches on posterior capsular opacification
Hong-Ling Liu, Xiao-Mei Zhang，Feng Guan
Department of Ophthalmology, the First Hospital of Harbin Medical University, Harbin 150001, Heilongjiang, China
AbstractPosterior capsular opacification is one of the main causes of visual ability decrease after cataract extraction combined with intraocular lens implantation. Its researching approaches are various with different advantages and disadvantages. Cell regulation system plays an important role in the forming of posterior capsular opacification. The present paper reviews the different researching approaches of posterior capsular opacification and related cell biological development.
· KEYWORDS: posterior capsular opcaification; cell biological regulation; lens epithelial cells
0引言
目前治疗白内障唯一有效的方法就是通过手术来恢复视功能。后囊膜混浊（posterior capsular opacification,PCO）是白内障手术的最常见并发症。PCO的出现会引起继发性的视功能丧失，需要进一步应用激光治疗，激光治疗费用较高，术后并不是没有风险[1]。现代白内障手术保留了囊袋，囊袋由部分前囊和整个后囊组成，起到隔离房水和玻璃体的作用，大部分囊袋内放置了人工晶状体。剩余前囊膜的晶状体上皮细胞会顽固地残留，这些残留细胞会重新增殖进入裸露的前囊区域，还会侵入人工晶状体的表面，占据前囊的外表面，最重要的还会分布在原来非细胞成分的后囊。细胞的持续性分化最后覆盖整个后囊而遮挡视轴。一薄层细胞不足以引起影响视路，随后出现的有基质和细胞成分的组织会引起光的散射。如果这些变化不断加重，视力将严重受损并需手术治疗。
1后囊膜混浊的研究方法
目前，用于研究后发性白内障的研究方法主要以下几种方法：细胞培养研究；活体动物研究；囊袋模型；活体观察；尸体眼的分析。这些研究方法各有利弊，却从不同角度为研究PCO提供了可靠的工具。
1.1细胞培养研究 这是最简单的研究方法，一般使用细胞系或从原位获取组织后原代细胞培养来分析其生长特征。这些实验能够确定哪些因子能够刺激或抑制生长。缺点是使用的细胞培养介质不是活体发生后发性白内障眼内环境，同时，培养的介质成分很大程度上不仅决定生长的速度，而且决定细胞的分子特性。例如，原位人晶体上皮细胞主要表达M1毒蕈碱的受体亚型，而人晶体细胞系HLE-B3表达M3亚型[2]。另外，在一些细胞系不表达αA-晶体蛋白,而αB-晶体蛋白和PAX6（眼主导基因）却被发现。并且，细胞培养所受到的干扰因素较大，单纯的晶状体上皮细胞培养必须加入一定浓度的胎牛血清，血清中含有多种生长因子，部分成分不明。但是，细胞系仍旧有许多研究价值，首先它提供哪些分子是有潜在研究价值的，在多大浓度下是有效的。而且，一旦被证实与更复杂的实验模型或尸体材料有相关性，这种易于获取的细胞系就是深入研究的最好体系。
1.2活体动物研究 最普通的动物模型就是兔。主要的缺点除了论理学上的考虑外，兔或猫动物体内细胞生长与于灵长类(动物) 有差别。同时，灵长类不同物种手术造成的创伤后具有不同的特殊表现[3]。另外，大多数信息只能在动物处死后检测到，不利于研究PCO发展的相关细节问题。
1.3囊袋模型 这种模型是在最近出现的，通过模拟一个虚拟的白内障手术获得，这种囊袋与活体的是一致的。囊袋培养体系需要有正常的基质，无血清条件下可生长。这类模型的一个重要方面就是如何维持囊袋的形状。一些研究组将环形结构植入囊袋内[4,5]，而另一些研究组使用细针固定维持环形结构[6,7,8]。同时，可以将IOL植入到这种模型里用来研究其所起到的作用。这种模型研究方法已经应用到人[4,6,7]，犬齿类动物[8]、牛的晶状体[5]上。人和犬齿动物都是接受了常规白内障手术，囊袋培养系提供了目前最直接的临床相关活体资料。国内黄瑾[9]有报道应用囊袋法体外培养晶状体上皮细胞的情况，认为可以建立较为稳定的体外环境，较为真实体现白内障囊外摘除术后的各种变化，体外培养的后囊膜上的晶状体上皮细胞的增殖、移行、皱褶形成、囊膜光散增强均与体内变化相似。
1.4活体观察 随着科学技术的发展，摄影系统已经发展到能够观察到视轴范围内的囊袋的细节改变[10,11]，能够随时观察患者的病情变化。尽管这项技术目前不能提供单一细胞水平的信息，却是观察PCO进展的较好方法。
1.5尸体眼分析 这种方法有利于理解哪些分子在囊袋内出现并参与了PCO。这些分子可能有基质成分、细胞标记物及生长因子。用来分析研究的技术包括；电子显微镜、免疫组织化学、RT-PCR和ELISA。通过这种方法得到的信息可以与其他提到的实验方法相比较。这种研究方法只能提供出与PCO病变相关的致病信息，不提供哪些分子与PCO进展确切的证据。
2细胞生物学调节系统
大多数白内障手术，术后晶状体上皮细胞将粘附于囊膜下，成为发生PCO的隐患。尽管PCO的发生过程，IOL起到重要作用，但PCO的严重程度依赖于细胞调节系统的本身。参与PCO发展的细胞调节信号来源于周围环境。这些调节因子来源于晶状体细胞本身或眼内其他组织，形成了自分泌和旁分泌调节方式。这两种调节系统提供了充足的信号信息进而维持细胞的生存与生长，参与PCO的发展过程。
2.1旁分泌调节 最初人们就认识到血——房水屏障破坏后房水中蛋白质含量增高，出现炎症反应的现象。有些蛋白质仅仅在眼外伤后的房水内存在，产生的多肽与蛋白质具有强大的调节晶状体细胞的功能。大量实验数据表明有多种因子调节控制不同物种的晶状体细胞生物活性。Davidson曾报道使用含有200μg/L的转铁蛋白培养介质能够明显增加LEC细胞的生存时间[12]。碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)，能够以不同浓度使培养的鼠晶状体上皮细胞的增殖、迁移、分化速率达到最大化[13]。酸性成纤维细胞生长因子也有相似的作用，但是有效浓度要更大[14]。转化生长因子TGFβ是一种蛋白质，是参与伤口愈合和肉芽组织形成的重要生长因子之一，后囊膜混浊也是手术性创伤后机体的一种愈合反应过程，对TGFβ和PCO关系的研究一直是热门[15]。TGFβ通常存在于房水中，但多数是以隐匿的形式存在，外伤及手术刺激后其活性增加。 眼内合成的主要以TGFβ2为主，TGFβ1也能从血中进入房水中。将TGFβ加入鼠或牛晶状体上皮细胞胶原伐培养基能够诱导衬(下)层基质的收缩[16]。同时，加入TGFβ后可以诱导鼠晶体上皮细胞转化为平滑肌肌动蛋白SMA[17]，这一诱导过程特异性依赖TGFβ2和TGFβ3，且效果强于TGFβ1的10倍。大多数情况下，TGFβ增加细胞外基质的生成，抑制多数类型细胞的增值，并且诱导许多生长因子如结缔组织生长因子、血小板衍生生长因子，FGF等。Wunderlich等[18]就报道了在尸体眼囊袋内存在结缔组织生长因子，这种特殊因子的表达与 TGFβ有关。
2.2自分泌调节 手术后短期内房水中的蛋白质迅速增高，在数周或数月内缓慢降低恢复正常。PCO出现后并不是需要马上二次手术治疗，这就提示在最初高血清蛋白质的条件下，PCO的不发展可以持续一段时间。这时就有可能存在另一调节系统——自分泌调节机制。由此可以推测，生长因子在正常水平的情况下，由晶状体分泌的大量的可发觉的蛋白质起到缓慢促进PCO进展的作用。Ishizaki等[19]研究鼠的晶状体细胞发现在无蛋白质培养基条件下细胞能够生存，他们也推断之所以避免由凋亡引起的细胞死亡而生存是依赖于下层基质和细胞密度。Wormstone等[7]揭示了用无血清培养基培养的人囊袋模型中晶状体细胞不仅能够抵御手术造成的破坏而且能够活跃地增殖和生长。这个重要发现揭示了晶体上皮细胞自分泌调节系统的存在。在牛、狗的晶状体细胞在类似条件下也能够生存[5]。晶状体细胞能够合成蛋白质，可能与血-房水屏障破坏后，为了适应不利的生存环境，晶状体细胞合成必需蛋白质维持其自身生存。其他的屏障系统（如血-脑屏障）破坏后，也会出现与晶状体相似的自分泌调节机制来维持生存[20]。
已有研究囊袋模型认为原位的晶状体上皮细胞是完整的自分泌系统。EGF和EGF受体在人晶状体上皮细胞表达[21]。应用囊袋培养系，能够鉴定出手术后不同时期的哪些信号成分出现，检测出它们在PCO发展中起到作用。通过RT-PCR技术研究培养的人晶状体囊袋，认为碱性成纤维细胞生长因子bFGF及FGFR1是参与潜在的自分泌途径的成分[22,23]。
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