金晶

摘 要 干細(xì)胞能夠自我更新與分化都與它所處的微環(huán)境密不可分。細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）作為干細(xì)胞巢內(nèi)成分之一對干細(xì)胞維持也具有重要調(diào)控作用，對角膜維持正常生理功能和屏障外界有重要意義的角膜緣，其ECM成分在胚胎發(fā)育階段不斷調(diào)整對維持角膜的發(fā)育發(fā)揮重要功能。本文重點(diǎn)介紹角膜發(fā)育階段角膜干細(xì)胞巢內(nèi)ECM內(nèi)主要成分的差異表達(dá)。

關(guān)鍵詞 細(xì)胞外基質(zhì) 角膜緣干細(xì)胞

中圖分類號：R318.08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

細(xì)胞外基質(zhì)（Extracellular matrix，ECM）對干細(xì)胞保持干性不分化表型起重要作用。已有研究表明，角膜緣內(nèi)ECM是角膜緣干細(xì)胞巢組成成分之一，對角膜緣干細(xì)胞巢內(nèi)角膜緣干細(xì)胞（Limbal stem cell，LSC）維持正常生理狀況發(fā)揮功能有重要作用。在角膜發(fā)育過程中，角膜組織內(nèi)ECM的主要成分差異表達(dá)，從而刺激角膜正常發(fā)育，以下為發(fā)育過程中角膜內(nèi)ECM中主要差異表達(dá)的蛋白：

1角膜膠原

膠原是在角膜上皮基底膜主要組成成分。研究發(fā)現(xiàn)在胚胎時(shí)期III型膠原主要在角膜基底膜、基質(zhì)層和后彈力層表達(dá)，卻在妊娠后期消失，但在成體角膜緣位置檢測到。相比中央?yún)^(qū)域，角膜緣附近的基底膜中VII型、XVI型和IV型膠原含量相對較高。IV型膠原差異分布被認(rèn)為是發(fā)育線索暗示角膜細(xì)胞分化狀態(tài)。例如，人類胎兒的基底膜有持續(xù)的IV型膠原免疫反應(yīng)卻在成體中不存在。另外一些體外實(shí)驗(yàn)間接的證明，角膜上皮祖細(xì)胞優(yōu)先與IV型膠原綁定，這些快速粘附的細(xì)胞表現(xiàn)出相對較少的分化表型。也有學(xué)者認(rèn)為IV型膠原可能作為基層誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞進(jìn)入分化為上皮細(xì)胞命運(yùn)。用IV型膠原包被的培養(yǎng)皿培養(yǎng)小鼠胚胎干細(xì)胞后，細(xì)胞呈單層上皮樣并且表達(dá)CK12，是一種角膜上皮成熟的標(biāo)志蛋白。

2角膜整聯(lián)蛋白

整聯(lián)蛋白是一種家族龐大的糖蛋白，它在眼表上皮的不同位置表達(dá)也有差異，在角膜發(fā)育過程中IV型膠原和腱生蛋白在角膜緣位置的表達(dá)逐漸受限的同時(shí)， -9型整聯(lián)蛋白的表達(dá)量也逐漸下調(diào)。同時(shí)整聯(lián)蛋白可以作為生長因子受體激活胞內(nèi)級聯(lián)放大信號。在組織內(nèi)的特定區(qū)域內(nèi)，調(diào)節(jié)細(xì)胞粘附在基底膜內(nèi)蛋白中的整聯(lián)蛋白能夠作為標(biāo)志鑒別出作為固定細(xì)胞的干細(xì)胞。如果沒有整聯(lián)蛋白，將導(dǎo)致干細(xì)胞從干細(xì)胞巢內(nèi)脫落后進(jìn)入分化命運(yùn)。

3角膜層粘連蛋白（Laminins，LN）

LN是上皮基底膜主要成分。在角膜發(fā)育過程中，LN-321， -522 和 -523在嬰兒和成體角膜緣都表達(dá)，但在角膜位置無表達(dá)。LN-211， -213 和 -221在成體角膜緣位置表達(dá)，但在成體角膜中央和嬰兒全角膜都不表達(dá)。LN 5作為35-40%人骨髓細(xì)胞粘附的粘附層，它能夠作為初生嬰兒和成體角質(zhì)細(xì)胞有效的粘附層，并促進(jìn)它們增殖。雖然部分干細(xì)胞巢相關(guān)的LN會促進(jìn)干細(xì)胞粘附，存活，遷移和細(xì)胞外基質(zhì)的形成，但沒有研究過它們對角膜緣干細(xì)胞有無作用。LN-5 （LN-332）在加入角膜緣成纖維細(xì)胞培養(yǎng)液條件下誘導(dǎo)小鼠鼻毛囊干細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為角膜上皮樣細(xì)胞。

4角膜腱生蛋白（Tenascin，TN-C）

TN-C是脊椎動物ECM糖蛋白中的基礎(chǔ)蛋白。在胚胎發(fā)展過程中，TN-C的表達(dá)具有時(shí)空的特異性，特別是在角膜中TN-C在早產(chǎn)嬰兒的角膜中高表達(dá)卻在初生嬰兒角膜中表達(dá)下降，并且在成人角膜緣位置不表達(dá)。像纖連蛋白一樣，TN-C的表達(dá)在傷口愈合中上調(diào)，但在組織修復(fù)后下調(diào)。TN-C在于炎癥組織的潰瘍附近和血管周圍。此外，它還存在于從下面基質(zhì)層脫落的上皮層附近，非常接近上皮層基底膜位置，暗示由上皮層合成TN-C。TN-C將在傷口愈合后持續(xù)存在三個(gè)月，推測它在細(xì)胞粘附，遷移發(fā)揮作用外，對隨后的角膜基質(zhì)的重建也有影響。

5角膜玻連蛋白（Vitronectin，VN）

VN在角膜中央位置和結(jié)膜上幾乎無表達(dá)，卻在角膜緣位置的表達(dá)量很高。人角膜緣上皮細(xì)胞在VN包被的培養(yǎng)皿上能有較高的克隆形成率，更多數(shù)量完整的克隆，證明它對角膜干細(xì)胞或祖細(xì)胞群體的增殖有促進(jìn)作用。在兔和人間充質(zhì)干細(xì)胞中，VN作為細(xì)胞因子促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂活動的進(jìn)行。VN的通過不同的途徑在不同的干細(xì)胞或祖細(xì)胞中作用，它能否作為干細(xì)胞巢內(nèi)角膜緣干細(xì)胞的因子還需要更進(jìn)一步的研究。

一些其他糖蛋白成分例如巢蛋白，它的兩種亞型在嬰兒和成體中的角膜緣和結(jié)膜的基底膜中均表達(dá)，而其他部位沒有。綜上所述，以上這些成分主要為膜緣干細(xì)胞巢內(nèi)ECM的主要成分，對角膜的發(fā)育以及維持正常的生理狀態(tài)有非常重要的意義。

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