观察中性粒细胞凋亡的情况研究角膜损伤修复机制

邹桂花 谭刚

(南华大学附属第一医院眼科 湖南 衡阳 421001)

1.前言

细胞凋亡是首次由英国学者Kerr 提出的概念，普遍存在于生物体内，细胞凋亡是一种由基因控制的细胞自主性死亡方式，与组织器官的发育以及生理活动具有密切的关系，某些疾病病理过程与疾病恶化等过程相关，近年来中性粒细胞凋亡的研究逐渐深入。在角膜细胞的损伤修复中，角膜组织的上皮细胞、基质细胞、内皮细胞以及其他间充质细胞的凋亡对于角膜的透光性、趋光性以及保护防御功能具有关键的作用。角膜损伤修复是一个复杂的过程，包括损伤周围邻近细胞的移行、激活、增殖等过程而发生组织的合成与重构，当前临床普遍采用激光学切削术作为矫正近视的治疗手段，术后损伤修复是影响疗效的重要因素，术后滴用的皮质类固醇眼药水具有一定的危险性［1］。近年来对角膜损伤修复的研究逐渐深入，中性粒细胞凋亡是角膜损伤修复的启动因素，观察中性细胞凋亡情况对于角膜损伤修复研究具有重要的意义。

2.角膜损伤修复过程的调控

角膜损伤修复过程中细胞凋亡是各种生物性、化学性和机械性原因所引发的上皮损伤后修复反应的即刻启动，以及修复过程的调控和终止。角膜损伤后中性粒细胞立即开始发生凋亡，而且角膜损伤程度不同，持续的时间也不同，采用激光切削术后细胞凋亡位于浅基质层，而且在不同损伤后的修复反应有所差异，在角膜的损伤修复过程中，基质细胞凋亡4h达到高峰，而周边的基质细胞激活、增生，重新分布于前基质中，参与上皮和基质增生和修复。角膜损伤修复过程的基质凋亡可以分为以下几个时相:(1)早期相，角膜损失的细胞凋亡早期相是损伤后数分钟至数小时发生的凋亡反应，该种凋亡是一种防御作用，在感染角膜炎时，体内免疫系统激活需要一定的时间，细胞凋亡在此处起到了"防火墙"的作用，阻止病原体进一步扩散。(2)中期相，该阶段数小时到数周出现，该阶段的凋亡细胞主要是对损伤愈合反应起到作用，通过细胞的凋亡终止炎症反应，避免角膜的进一步损伤。(3)晚期相，该阶段主要是通过阻止基质细胞凋亡，从而减少随后邻近基质细胞的激活和增殖，该阶段可以采用阻止基质细胞凋亡的方式调节角膜的损伤修复，促进角膜修复完善。

3.角膜损伤修复中性粒细胞凋亡意义

3.1 细胞凋亡的发生:正常的角膜上皮自我更新过程包括细胞终末分化和典型的细胞凋亡，因为角膜上皮有活性的细胞构成，因此经典的细胞凋亡主要分布于浅层上皮细胞中，越靠近中央角膜，非活性细胞的密度越高。正常的角膜基质细胞不存在细胞凋亡，通过末端标记技术能够显示出上皮损失的基质细胞凋亡现象，是随着角膜修复级联反应的启动因素，该过程是一个动态过程，4h 达到高峰，2－4d 重新分布于前基质，并且新生的基质细胞合成和分泌排列紊乱的细胞外机制，参与上皮、基质的修复。

3.2 角膜损伤后局部微环境的改变与细胞凋亡:角膜上皮损伤后，局部微环境变化与角膜上皮、基质细胞凋亡具有密切关系，角膜上皮损伤早期，角质细胞生长因子的M－RNA 的水平增高，而且3d 达到高峰后开始下降，这些因子对于上皮细胞的增生和修复具有重要意义，但是因为这些因子具有时间限制性，能够对早期上皮愈合后防止细胞凋亡的过度增生。角膜损伤后局部微环境的改变为上皮和基质之间相互作用提供基础，通过上皮广泛表达细胞因子及其受体的作用，通过自分泌、旁分泌以及邻分泌等途径，参与角膜细胞因子网络复杂的调控体系，诱导基质细胞的凋亡，同时对角膜免疫赦免的维持起到一定的作用［2］。

3.3 中性粒细胞凋亡在角膜损伤修复过程中的意义:角膜损伤修复后主要经历细胞凋亡、增殖、移行和分化，细胞外基质(ECM)分解、合成和沉积以及炎症浸润、新生血管形成等复杂的生物学过程。在临床上，角膜上皮损伤是极其常见的，其中角膜碱烧伤是临床常见的眼外伤之一，具有后果相对严重、危害性大的特点，这主要是因为碱能够迅速渗透眼表面，通过细胞渗透以及蛋白水解酶和细胞因子的分泌导致严重的特征性的炎症反应。角膜外伤常常有可能引起角膜的炎症反应。角膜炎症发展的过程中，上皮下的游走细胞可穿过上皮向表浅层移行，其中游走细胞包括中性粒细胞、淋巴细胞、嗜酸粒细胞、肥大细胞及巨噬细胞等。有研究中提出细菌性角膜炎游走细胞则以中性粒细胞为主，出现率为93－100%，分类百分率为86－92%，有的刮片中全部均为中性粒细胞所占据。在角膜损伤后几小时内炎症细胞就可从角膜缘血管和泪液进入角膜基质，到达损伤区。随着损伤的修复，白细胞随之发生降解并消失。［3］刮除兔的全部角膜上皮后两小时，中性粒细胞就已经出现在创伤区域的边缘以及周边的角膜基质中，七十二小时白细胞开始出现脱颗粒与核降解。［4］研究发现，角膜碱烧伤后，大量的中性粒细胞出现在上皮和渗出物中以及角膜基质的溃疡处。［5］体外实验发现，白细胞介素(interleukin，IL)一1 或肿瘤坏死因子(tumornecrosis factor，TNF)可刺激角膜成纤维细胞产生单核细胞趋化蛋白(monocytechemotactic protein－1，MCP－1)等趋化因子很可能是损伤后释放的可溶性细胞因子或趋化因子吸引炎症细胞到损伤区域，而炎症细胞的一个重要作用就是清除死亡角膜细胞释放的细胞成分以及入侵的病原体。［6］研究发现当中性粒细胞缺乏时，角膜上皮修复速率减慢;而在中性粒细胞存在的情况下，可见增殖细胞核抗原表达增加。碱烧伤后用化学方法阻止中性粒细胞迁移入角膜可导致兔角膜上皮修复速率减慢而且标志增殖活性的增殖细胞核抗原的表达也降低。炎症细胞因子能够加强巨噬细胞对凋亡PMN 吞噬作用，提示这是炎症部位负反馈控制PMN 数量的一种机制。总之，通过观察中性粒细胞凋亡情况，了解促进或抑制中性粒细胞凋亡的特定的分子及代谢基础以及机体内调节因子。对于角膜损伤修复机制的研究有很重要的影响，并且对角膜疾病的治疗也有一定的意义。

4.结语

细胞凋亡是一种极为复杂的病理、生理过程，当前的研究显示，细胞凋亡与角膜炎、圆锥角膜、角膜移植排斥等症状相关，对于角膜损伤修复具有重要的意义。因此研究细胞凋亡能够揭示角膜损伤机理，而且为角膜损伤治疗提供新的线索，从而促进角膜损伤修复。

［1］ 王小强，邹留河，金涛，等.圆锥角膜中细胞凋亡及Fas－L 蛋白的表达［J］.眼科研究，2008，26(1):53－57.

［2］ 朱洁，细胞凋亡与眼角膜病研究进展［J］，安徽医学，2010，31(5):532－534

［3］ 赵锦，吴静安.核转录因子NF－JB 与角膜炎症.国外医学眼科学分册，1998，22:121－124

［4］ Moore JE，McMullen TC，Campbell IL，et al.The inflammatorymilieuassociated with conjunctivalized cornea and its alterationwith IL－1 RA gene therapy.Invest Ophthalmol Vis Sci，2002，43:2905－29151

［5］ Ozturk S，Deveci M，Sengezer M，et al.Results of artificial in－flammation in scarless foetal wound healing:an experimental studyin foetal lambs.Br J Plast Surg，2001，54:47－521

［6］ Tran MT，Tellaetxe－Isusi M，Elner，VStrieterRM，Lausch RN and oakes JE.Proinflammatory cytokines induce RANTES and MCP－1 synthesis in human Comeal keratoeytes but not in corneal epithelial cells.Invest OPhthalmol Vis Sci1996;37:987－996