调控角膜内皮细胞增殖与分化的信号通路研究现状

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1、调控角膜内皮细胞增殖与分化的信号通路研究现状卿晨谭钢（南华大学附属第一医院眼科湖南衡阳421001）【摘要】成人角膜内皮细胞失去增殖能力，损伤后无法正常再生。当CECs密度下降到一定程度时，就会引起角膜基质水肿，角膜混浊和视力下降。临床上针对角膜内皮失代偿首选角膜内皮细胞移植，但体外培养角膜内皮存在增殖过于缓慢，H易分化为间质细胞等问题，很难达到长期稳定传代的目的。越来越多研究表明，一些信号通路参与了调控角膜内皮增殖与分化的过程，通过干预这些信号通路有望获得长期稳定传代的角膜内皮细胞。木文就这些信号通路进行综述。【关键词】角

2、膜内皮细胞增殖与分化信号通路【中图分类号】R772.2【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）09-0016-02角膜内皮细胞是位于角膜后壁的一单层扁平细胞，起源于胚胎期神经皤细胞,其细胞解剖形态及牛理功能的稳定对于维持角膜的正常厚度及透明性具有重要意义。人角膜内皮细胞（humancornealendothelialcells,HCECs）在体内条件下具有极为有限的增殖再牛能力。当一些因素（年龄、外伤、内眼手术等）引起CECs数量减少时，通常由邻近细胞的移形和扩大来填补缺损区域，而非细胞增殖。当单位细胞密度

3、低于400个/mm2时就会引起角膜内皮失代偿，继而发生角膜基质水肿，透明性降低，视力丧失。针对此类角膜疾病，替换病变的角膜内皮细胞是恢复角膜正常形态及功能的关键。由于目前世界范围内的角膜供体来源十分有限，因此，能否利用人工培养的角膜内皮细胞移植替换病变的角膜层一直是眼科领域的研究热点及难点。体外培养的条件下，人角膜内皮细胞的增殖能力较体内条件下有所增强，如在培养体系中加入乙二胺四乙酸（EDTA）以解除细胞间接触抑制或与3T3细胞共培养⑴，使角膜内皮细胞克隆表达转录因了E2F2或降低细胞周期抑制蛋白p27kipl的表达［2］等

4、，这些方法均能在一定程度上促进角膜内皮细胞的增殖。但目前体外培养的角膜内皮细胞增殖过于缓慢，易分化为间质细胞，很难达到长期稳定传代的目的，无法进入临床应用阶段。因而，如何在促进角膜内皮细胞增殖的同时又抑制其向间质细胞分化是目前解决角膜内皮细胞体外培养技术的关键，本文就参与调控角膜内皮增殖与分化的信号通路进行综述。1、TGF■β/Smad信号通路1.1TGF-β信号通路的组成与激活转化生长因子β(transforminggrowthfactor-β)是由112个氨基酸组成的多肽为亚单位，

5、经二硫键连接的分子量为25KD的二聚体。现已发现5种异构体：TGF-βl〜TGF■β5,哺乳动物中存在3种TGF・β异构体：TGF■βl〜TGF■β3oTGF・β受体(transforminggrowthfactor-βreceptor,TβR)是存在于细胞表面的跨膜糖蛋白，现已知有3种类型：TβRI〜TβRlII,几乎在所有细胞都有表达。TGF・β胞内信号传导通路主要由Smad蛋白介导。将已发现的Smad蛋白家族根

6、据结构及功能分为3类:①受体激活型Smad(R-Smads)：包括Smadl/2/3/5/8,是TβRI的直接底物；②通用型Smad(Co-Smads)：主要是Smad4/4β,与R-Smads结合形成异源聚合体，转移到核内激活相关靶基因转录应答;③抑制型Smad(l-Smads)：包括Smad6/7,与活化的TβRI结合，从而阻止R-Smad的磷酸化和Smad2>Smad3xSmad4异三聚体的形成，对TGF・β信号传导过程进行负反馈调节。Smad信号通路激活过程如下：①配体与T&b

7、eta;RlI结合形成复合物，后者通过磷酸化激活TβRI；②TβRII■配体・TβRI三聚体复合物形成，复合物中的TβRI被TβRlI磷酸化；③R-Smads与受体复合物结合并被磷酸化；④R-Smads从受体复合物上解离并形成同源寡聚体，随后与Co-Smads结合形成异源寡聚体；⑤Smads异源复合物进入核内，调节靶基因的表达。1.2TGF・β信号通路与角膜内皮增殖与分化Kim⑶等分别向处于活化状态和接触抑制状态的兔子CECs加入TGF-β2,并用免疫印迹

8、法测定CDK4(一种细胞内周期素依赖激酶)和p27蛋白(CDK抑制因子)的表达，结果发现：①对于活化状态的兔子CECs,TGF-β2可以明显降低CDK4的合成，而轻微提高p27的合成：TGF-β2主要抑制p27的磷酸化，以阻止p27的降解；②对于处于接触抑制状态的CEC