【摘要】研究证明,多种生长因子、细胞外基质以及细胞迁移、增殖、细胞凋亡等因素是后发性白内障发生的主要机制。其中成纤维细胞与后发性白内障的关系近年来备受关注。现就不同来源的成纤维细胞的生物学行为与后发性白内障的关系研究进展作一综述。
【关键词】成纤维细胞;后发性白内障;基质金属蛋白酶。
后发性白内障(简称后发障),即白内障囊外摘除(包括超声乳化摘除)术后或晶体外伤后,残留的皮质或晶状体上皮细胞增生,形成的混浊,是术后常见的并发症。在成人术后发生率为30%~50%,在儿童则可达到100%。后发障日益成为影响白内障患者的术后视力恢复的重要因素。研究证明,多种生长因子、细胞外基质以及细胞迁移、增殖、细胞凋亡等因素是后发障发生的主要生物学机制。其中成纤维细胞与后发障的关系近年来备受关注,且组织病理学已证实残留的前囊膜或赤道部晶状体上皮细胞增生,向后囊膜移行是后发障发生的主要原因。但成纤维细胞来源并不单一,它可以由多种细胞衍生而来,且不同来源的成纤维细胞具有不同的生物学功能,现就不同来源的成纤维细胞的生物学行为与后发障的关系研究进展作一综述[1]。
一、成纤维细胞及其生物学行为
成纤维细胞是疏松结缔组织的主要细胞成分,亦广泛存在于各种致密结缔组织及网状组织等部位,成纤维细胞主要以2种形式存在:成纤维细胞与纤维细胞,二者在一定条件下可以相互转化。成纤维细胞是机体受到损伤或遇到某种刺激的情况下,具有强大潜在的再生能力的一种细胞形式,其在创伤修复、结缔组织再生时发挥巨大作用。光学显微镜下可见其细胞扁平,多突起,呈星状,胞质较丰富呈弱碱性,胞核较大,扁卵圆形,染色质疏松着色浅,核仁明显。在电镜下可见:胞质内富有粗面内质网,游离核糖体和发达的高尔基复合体。该形式存在的成纤维细胞具有旺盛的合成蛋白质的能力,能够合成和分泌胶原蛋白,弹性蛋白,并能生成胶原纤维,网状纤维和弹性纤维,也能合成分泌糖胺多糖和糖蛋白等基质成分。成纤维细胞通过基质糖蛋白的介导附着于胶原纤维上。在遇到创伤或炎症刺激等情况下,成纤维细胞能缓慢的在趋化因子如淋巴因子、补体等的吸引下向一定方向移动并分离增殖,从而参与和细胞外基质重构有关的多种病理过程[2]。
纤维细胞为成纤维细胞功能处于静止状态时的细胞形态。细胞瘦小,呈长梭形,胞核小,着色深。电镜下可见其胞质内粗面内质网少,高尔基复合体不发达[2],是机体处于稳定状态下,不繁殖的一种稳定性细胞[3]。在一定条件下,如创伤修复,结缔组织再生时,纤维细胞又能转变为成纤维细胞,表现出旺盛的合成分泌蛋白及增生分泌能力。
二、成纤维细胞来源及生物学功能
成纤维细胞可由多种细胞分化而来。成纤维细胞除由纤维细胞转变而来以外,尚可由具有分化潜能的未分化的间充质细胞在炎症与创伤时分化而来。成纤维细胞亦可以由某些上皮细胞在炎症刺激下发育而来。兔眼人工晶体植入后第1~14天观察虹膜及睫状体可以发现巨噬细胞向成纤维细胞转变[5]。兔眼人工晶体植入术后第4、7、15、30天瞳孔区人工晶体前膜中可见到巨噬细胞、成纤维细胞样细胞。有研究证实,取人眼虹膜色素上皮细胞进行体外培养,其原代细胞呈棕黑色多角形或不规则形。分裂增殖生长的细胞色素颗粒逐渐减少,4~6代后细胞内色素随着不断分裂逐渐减少至消失,部分形态变成成纤维细胞样。晶状体细胞体外培养,经TGF-β转染后可过表达基质金属蛋白酶-2(matrix metalloproteinases-2,MMP-2),而这些过表达MMP-2的晶体上皮细胞出现了诸如肌成纤维细胞样形态学变化,细部层次呈多样化,细胞形态延长,并有α-平滑肌肌动蛋白的表达。多项研究证明,不同来源的成纤维细胞可表现出不同的生物学活性和功能,体外培养的甲状腺相关眼病眶后成纤维细胞和皮肤成纤维细胞,发现前者较后者生长缓慢,且二者光镜下细胞多形性和胞浆富含颗粒性不同。
Rous肉瘤病毒转化的鸡胚成纤维细胞与未转化者比较可以表达MMP-2及TIMP-2量的升高,并能够改变MMP-2和TIMP-2之间的转录及翻译的水平的平衡。另外,成纤维细胞还有可能分泌MT-1-MMP及MMP蛋白酶类,从而易化了肿瘤细胞的迁移。
三、成纤维细胞与后发障
后发障的组织病理学表明:①晶状体周边部皮质残留,前后囊膜粘连包裹皮质而变浑浊,形成周边混浊,中央透明的环即Soemmering环;②上皮细胞增殖,聚集成簇,形成透明的珍珠样小体——Elschnig珠;③后囊膜纤维化;④混合型。病理证实,后发障的形成中成纤维细胞起到了很关键的作用。目前,主要推测该成纤维细胞来源于术后增殖能力较强的残留的晶体上皮细胞,且体外培养晶状体上皮细胞也确实能证实晶状体上皮细胞有向成纤维细胞转化的能力,但体外培养的虹膜色素上皮细胞亦有向成纤维细胞转化的趋势,且术中机械性损伤极易使虹膜色素上皮脱落从而大大易化了其移行及迁移,虹膜基质层亦有成纤维细胞及未分化的间充质细胞,这些细胞在受到外界刺激时都有向成纤维细胞分化,向后囊膜移行并增殖的可能。术中机械性损伤也很易导致虹膜损伤,出血及并发症。另外,白内障术后,巨噬细胞也被发现可分化为成纤维细胞样细胞。
综上所述,后发障中后囊膜上成纤维细胞来源是否单一,即是否除了晶体上皮细胞移行、化生、增殖之外,是否还有虹膜细胞及某些炎性细胞在细胞水平上参与了后囊膜混浊的发生,该不同来源的成纤维细胞生物学行为有无差异等等一系列问题将有可能对后发障在细胞水平上的发病机制的探索有一定的作用,也有可能为将来早期干预后发障的发生提供某种新的途径。
参考文献
[1] 葛坚.眼科学[M].北京:人民卫生出版社,2002:2.
[2] 高英茂.组织与胚胎学[M].2001.
[3] 徐英含,龚西俞.病理学[M].北京:人民卫生出版社,1996:12.
[4] 王丽,腾卫平,单钟艳.人眶后成纤维细胞和皮肤成纤维细胞超微结构比较[J].中国医科大学学报,1999,2(1):41-43.
[5] 周朝晖,何守志,梁延杰,等.后房型人工晶体术后晶体前膜超微结构的动物实验研究[J].眼科,1997,6(2):106-108. |