角膜缘干细胞移植技术及临床结果（一）背景知识

yuhaoze

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陆续通过3-4个帖子，全面介绍角膜缘干细胞缺损临床治疗的手术方法和临床结果（已更新完毕）
, N0 i& Y% m2 l! c* \% H) O这是第一篇 角膜上皮和角膜缘干细胞的背景知识
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Limbal stem cell transplantation surgical techniques and results
6 |8 x0 h" Z2 k中心概念：
2 f0 Y4 A0 Y; k8 }-眼睛表面覆盖有两种上皮细胞，他们对眼表的完整性以及角膜的透光性至关重要。
" U/ o% `* k5 L- U-眼表面的病变被认为是与角膜缘干细胞缺损有关。4 v* T- i( T6 m4 I3 b- F: W" Z  B8 j
-由于没有解决角膜缘干细胞的替代问题，穿透性角膜移植（PKP）很难成为眼表疾病的治愈手段，因此在穿透性角膜移植之后，眼表又会很快发生病变。# X# K4 o* F& ~, O& Z0 V
-眼睛表面的重建指通过手术方式移植角膜缘干细胞，从而恢复眼表而的正常功能。1 _: i6 \: d* [, i
-现行的角膜缘干细胞移植手术方式包括：自体结膜-角膜缘移植（CLAU），活体结膜-角膜缘同种异体移植（Ir-CLAU），同种异体角膜缘移植（KLAL），角膜缘干细胞体外扩增培养后移植四种。4 G, l* h2 R% V. W% u8 h
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1.1 背景介绍0 x, @! F0 ]: S) R5 p% Q

$ |0 h7 H# @5 {. ~# P( w1.1.1 角膜上皮细胞
) H9 d& @5 d" O* h眼表由两种结构不同的上皮细胞构成，分别是角膜上皮细胞和结膜上皮细胞。最外层鳞状角膜上皮微绒毛和微褶上的1、2、4型粘蛋白与泪液中的粘蛋白相互作用，将泪液牢牢地锁在角膜表面：这种复杂的结构和排列方式降低了泪膜的表面张力，帮助泪膜分散并湿润眼表。由于角膜上皮细胞含有很少的细胞器（线粒体，高尔基体和内质网等），所以透光性较好；基底膜柱状角膜上皮大量的半桥粒结构使复层上皮牢固地锚定在基质上，以对抗由眼睑或外伤带来的横向剪切力；角膜上皮细胞之间具有紧密连接，消除了细胞之间的空隙，形成了很好的屏障作用，防止外界的液体或病原菌穿过上皮层进入基质层，引起角膜水肿或病变。另外，角膜上皮细胞还能分泌可溶性的血管内皮生长因子受体，来拮抗血管生长因子，从而保持角膜表面无血管的透明状态。
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1.1.2 角膜缘与角膜上皮细胞的稳态
+ v3 J( u& U6 \/ Y1 R( {* \5 b角膜缘是角膜和巩膜的过渡区域，虽然这个区域在结构上包含了巩膜静脉窦和小梁网，但通常定义的角膜缘只包括一部分胶原板层，临近的结缔组织以及表层的上皮细胞。和所有的复层鳞状上皮相同，角膜上皮细胞也在不断的自我更新。Thoft and Friend最早提出了XYZ模型，但只是部分解释了角膜上皮细胞的自我更新机制：由于基底层柱状上皮细胞只能分裂有限的次数，然后进入衰老并分裂停滞。后来积累的证据完善了XYZ模型，即最表层的鳞状上皮不断地死亡进入泪膜，柱状细胞缓慢滴向上移动并同时分化，而减少的柱状上皮细胞数量则由角膜缘干细胞的向心运动来补充。有趣的是，近期的一个研究证实，在小鼠的整个眼表都存在着干细胞，但是这个结论在与人类相关的实验中还没有得到证实。, J/ C4 J; h9 n6 k; M
关于角膜缘干细胞增殖的一个比较流行的观点是，角膜缘干细胞通过分裂，产生一个能够向心迁移的瞬时扩增细胞和一个仍然留在干细胞生境保留着低分化状态的原细胞。瞬时扩增细胞快速分裂并向眼表迁移形成翼状细胞，翼状细胞最终会移动到复层上皮的最外层，形成扁平状的鳞状上皮。这种迁移使得角膜上皮细胞维持着每7-14天更新一次的稳定状态。虽然有大量证据表明角膜上皮干细胞位于角膜缘，但是维持角膜缘干细胞的微环境和其作用机理仍是个谜。
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小结：; p, H) W: L% b( @
-眼睛表面有两种上皮细胞构成，他们对维持眼表的完整和透明至关重要。9 d# o' T. Z( B
-角膜上皮细胞的自我更新源于角膜缘基底层的角膜缘干细胞。
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4 l8 N. N7 ?) d1.2 角膜缘干细胞缺损
8 b. }! C( g- V, a/ u角膜缘干细胞的数量是有限的，如果由于外伤或者某种疾病导致角膜缘干细胞的数量低于一定阈值，就会出现一种角膜缘缺失的典型症状：结膜上皮入侵，即周边的结膜上皮细胞越过角膜缘迁移到角膜表面。在实验室中可以通过手术破坏兔子的角膜缘上皮来模拟这种病理现象，没有了角膜缘干细胞和角膜上皮细胞的角膜，显示出了很多并发症，包括极低的上皮化作用（持续性的上皮确实或复发性上皮糜烂），慢性基质炎症，角膜新生血管化和结膜入侵等现象。因此，患有角膜缘干细胞缺损的病人也会经历疼痛、干眼、畏光、视力减退等症状。临床上，角膜缘干细胞缺损往往伴随着干细胞生境的消失和眼表屏障作用的降低。
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1.2.1 角膜缘干细胞缺损的诊断和分类
6 h) X7 s1 U+ g" P/ h结膜入侵是角膜缘干细胞缺损诊断的中心并可以通过细胞印记学联合PAS染色、免疫荧光来证实，杯状细胞和角蛋白13/4都是结膜上皮细胞的直接证据。但是在一些特殊的病症中，特别是角膜上皮发生角质化时（Steven’s Johnson, ocular pemphigoid, Lyell syndrome），杯状细胞可能完全缺失，因此通过细胞印记学方法检测不到，所以杯状细胞的存在与否严格上来说并不是角膜缘干细胞缺损的“必要”条件。: K4 K4 t/ y% \0 S

2 q6 V( V4 R- s' L- I( P+ @1.2.2 角膜缘干细胞缺损可以分为完全缺损和部分缺损。在部分缺损中，有的地方干细胞仍然完好保留，就会出现结膜上皮细胞区域性的入侵，以及角膜表面两种细胞镶嵌性的的存在；在完全角膜缘确实中，结膜入侵会比较完全。同时，病人也可以根据病因分类：碱烧伤，热烧伤，Stevens-Johnson syndrome、毒物损伤、冷冻伤、隐形眼镜致病、辐射等等。  D& @2 T6 h  B/ e

* z, d2 [7 U) l" d& e; Z% F! ]小结：
# l6 A, f: }$ q% r3 I-角膜缘干细胞缺损症状包括结膜入侵，角膜混浊，荧光素染色阳性，新生血管和上皮复发性糜烂等。
  q, v, m% {$ ^6 m-临床上可以通过细胞印记学，检测杯状细胞和角蛋白4/13阳性，来验证干细胞缺损的诊断结果。1 A2 u' X* G' {  A! o. a0 ]
-先天或后天获得性疾病都能引起角膜缘干细胞缺损，缺损可能是完全的也可能是部分的。8 F+ Z8 M0 A4 N) q) l( w1 U
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canyon

期待继续。

漫步的鱼77

不错，长知识了

vividvivid1225

恩。继续学习。。