角膜上皮干细胞的功能定位及其与眼表疾病的关系
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眼科学填空+名词解释+简答题1、视觉器官包括:眼球、眼眶及眼的附属器、视路、眼部的相关血管和神经结构2、正常眼球前后径出生时16cm,3岁时23cm,成年时24cm 。
眼球向前方平视一般突出外侧眶缘12-14cm,两眼球突出度相差不超过2mm。
23.5mm水平径23.5mm,垂直径为23mm3、眼球由眼球壁、眼球内容物组成。
眼球壁分3成,外层为纤维膜,中层为葡萄膜,内层为视网膜。
外层包括角膜、巩膜、角膜缘、前房角。
角膜组织学上从前向后分为:上皮细胞层、前弹力层、基质层、后弹力层、内皮细胞层。
前房角是房水排出眼球的主要通道。
中层由前到后为虹膜、睫状体、脉络膜。
4、瞳孔括约肌受副交感神经支配,司缩瞳作用;瞳孔开大肌受交感神经支配,司散瞳作用。
睫状肌是平滑肌,受副交感神经支配。
5、视网膜神经感觉层由外向内为:①视锥、视杆层②外界膜③外核层④外丛状层⑤内核层⑥内核状层⑦神经节细胞层⑧神经纤维层⑨内界膜6、眼球内容物包括:房水、晶状体、玻璃体(它们与角膜一并称为眼的屈光介质)7、视神经管管中有视神经、眼动脉、交感神经纤维通过;眶上裂有第三、四、六颅神经、第五颅神经的第一支(眼支)、眼上静脉、部分交感神经纤维通过8、眼睑由外向内分为5层:皮肤层、皮下组织层、肌层、睑板层、结膜层。
9、眼轮匝肌由面神经支配,司眼睑闭合;提上睑肌由动眼神经支配,开启眼睑;Muller肌受交感神经支配。
10、结膜分为睑结膜、球结膜、穹窿结膜。
11、泪器包括泪腺、泪道。
泪道包括泪点、泪小管、泪囊、鼻泪管,为泪液排泄系统。
12、眼外肌分为上直肌、下直肌、內直肌、外直肌,上斜肌、下斜肌13、视神经按其部位分眼内段、眶内段、管内段、颅内段。
14、眼球的血液来自眼动脉,分为视网膜中央血管系统和睫状体血管系统。
睫状血管包括:睫状后短动脉、睫状后长动脉、睫状前动脉15、泪膜分3层:表面脂质层,由睑板腺分泌而成;中间水液层,由泪腺和副泪腺分泌形成;底部黏蛋白层,由眼表上皮细胞及结膜杯状细胞分泌形成16、脉络膜由睫状后短动脉供血17、视信息在视网膜内形成视觉神经冲动,以三级神经元传递,即光感受器——双极细胞——神经节细胞。
干细胞在眼科领域中的应用与研究近年来,干细胞技术的发展为医学领域带来了巨大的希望和可能性。
干细胞具有自我复制和分化为多种类型细胞的潜能,可以用于再生组织和器官。
在眼科领域中,干细胞的应用已经取得了一定的突破,并展现出了广阔的应用前景。
本文将介绍干细胞在眼科领域中的应用及其相关研究。
首先,干细胞在眼表疾病的治疗中发挥着重要的作用。
干细胞可以分化为结缔组织细胞和上皮细胞,这些细胞有助于修复和再生受损的眼表组织。
例如,干细胞可以用于治疗干眼症,这是一种眼表疾病,由于泪液分泌不足或质量下降导致眼表组织受损。
干细胞移植可以促进眼表组织的再生,增加泪液分泌,改善患者的症状。
此外,干细胞还可以用于治疗角膜溃疡、球结膜炎等眼表疾病。
其次,干细胞在角膜疾病的治疗中也有着重要的应用价值。
角膜是眼睛的透明层,常常受到外界伤害和疾病的侵袭。
当角膜受损时,干细胞可以分化为角膜细胞,帮助修复受损的角膜组织。
例如,干细胞移植可以用于治疗角膜炎、角膜溃疡、角膜瘢痕等疾病。
通过将干细胞注入患者的受损角膜区域,可以促进角膜组织的再生,恢复视力和视觉质量。
这种治疗方法已经在实际临床中得到了广泛应用,并取得了显著的疗效。
除了眼表疾病和角膜疾病的治疗,干细胞还可以在视网膜疾病的研究和治疗中发挥重要的作用。
视网膜是眼睛中感光细胞的组织,与人眼的视力密切相关。
一些视网膜疾病,如老年性黄斑变性和视网膜色素变性,会导致视网膜细胞的死亡和视力损失。
干细胞可以分化为视网膜细胞,替代受损的细胞,恢复视网膜的功能。
目前,研究人员正在探索利用干细胞治疗视网膜疾病的方法,并取得了一些初步的进展。
然而,由于视网膜的复杂结构和功能,该领域的研究仍面临许多挑战,需要进一步的研究和探索。
此外,干细胞还可以用于治疗其他眼部疾病,如青光眼、眼部外伤等。
干细胞在这些疾病中的应用虽然尚处于研究阶段,但已经展示出了巨大的潜力。
通过干细胞的再生和分化,可以修复受损的眼部组织,改善患者的症状和生活质量。
五官科系列-334专业知识-眼表疾病[单选题]1.有关功能性泪溢,错误的是()。
A.多见于青少年B.冲洗泪道通畅C.与眼轮匝肌松弛有关D.患者泪液泵作用减弱或消失E.部分患者(江南博哥)硫酸锌及肾上腺素溶液滴眼有效正确答案:A参考解析:没有试题分析[单选题]2.属于眼表疾病的是()。
A.慢性泪囊炎B.霰粒肿C.白内障D.Stevens-Johnson综合征E.上睑下垂正确答案:D参考解析:Stevens-Johnson综合征引起泪液缺乏,造成干眼。
因此属于眼表疾病。
[单选题]3.泪膜的脂质层由何分泌而来?()A.主泪腺B.睑板腺C.副泪腺D.结膜杯状细胞E.Zeis腺正确答案:B参考解析:泪膜的脂质层由睑板腺分泌而来。
[单选题]4.关于泪膜的结构,正确的是()。
A.从内向外依次为脂质层、水液层、黏液层B.从内向外依次为水液层、脂质层、黏液层C.从内向外依次为黏液层、水液层、脂质层D.从内向外依次为脂质层、黏液层、水液层E.从内向外依次为水液层、黏液层、脂质层正确答案:C参考解析:关于泪膜的结构,正确的是从内向外依次为黏液层、水液层、脂质层。
[单选题]5.角化上皮细胞增多可见于()。
A.包涵体性结膜炎B.沙眼C.变态反应性结膜炎D.干眼病E.细菌感染性结膜炎正确答案:D参考解析:干眼病可出现角化上皮细胞增多。
[单选题]6.干眼症按病因分类,不包括()。
A.水样液缺乏性干眼症B.脂质缺乏性干眼症C.过敏性干眼症D.黏蛋白缺乏性干眼症E.泪液动力学异常所致干眼症正确答案:C参考解析:干眼症按病因分类,包括水样液缺乏性干眼症、脂质缺乏性干眼症、黏蛋白缺乏性干眼症、泪液动力学异常所致干眼症。
[单选题]7.对于干眼症的诊断没有帮助的是()。
A.泪液分泌试验B.泪膜破裂时间C.泪液渗透压测定D.泪道冲洗E.角膜荧光素染色正确答案:D参考解析:泪道冲洗无助于干眼症的诊断,仅能判断泪道是否通畅。
[单选题]8.下列不属于眼表疾病的是()。
干细胞移植在角膜疾病治疗中的应用策略近年来,干细胞移植被广泛应用于角膜疾病的治疗中,并取得了令人瞩目的成果。
干细胞移植作为一种前沿的治疗手段,为那些患有严重角膜疾病的患者带来了新的希望。
本文将重点探讨干细胞移植在角膜疾病治疗中的应用策略,以期为相关领域的医生和科研人员提供参考。
角膜是眼球表面的透明薄膜,它在保护和维持眼球正常形态和视力方面起着至关重要的作用。
然而,由于遗传因素、感染、外伤等因素,角膜疾病如干燥综合征、角膜溃疡、角膜营养不良等不断增加。
这些疾病往往导致视力丧失、眼睛疼痛和充血等严重症状,给患者的生活和工作带来了极大的困扰。
干细胞移植作为一种创新的治疗手段,可以有效地帮助患者恢复和修复受损的角膜组织。
干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的细胞,它们可以分化为各种不同类型的细胞,并具有再生和修复组织的能力。
在角膜疾病治疗中,干细胞移植主要通过两种方式进行:角膜表面上的角膜上皮干细胞移植和角膜内层的角膜内皮干细胞移植。
角膜上皮干细胞移植是指将患者自身的角膜上皮干细胞移植到病变区域,以恢复角膜上皮的完整性和功能。
该方法适用于外伤、炎症等导致角膜上皮丧失的情况。
移植前需要从患者的眼表组织中获取角膜上皮干细胞,并通过培养和扩增来获得足够的干细胞数量。
随后,将扩增后的干细胞移植到病变区域,促进角膜上皮的再生和修复。
研究表明,角膜上皮干细胞移植可以显著改善患者的视力和生活质量,是一种非常有效的治疗方法。
另一种常见的干细胞移植方法是角膜内皮干细胞移植,主要用于治疗角膜内皮损伤和角膜内皮功能丧失的情况。
角膜内皮是角膜内层的一种细胞,它们对于维持角膜透明性和正常视力至关重要。
患者的角膜内皮干细胞数量减少或功能受损时,会导致角膜水肿和视力下降。
角膜内皮干细胞移植通过将患者自身的角膜内皮干细胞移植到受损区域,以恢复角膜内皮的功能。
该方法需要从患者的眼表组织中获取干细胞,并经过培养和扩增。
随后,将获得的干细胞移植到受损的角膜内层,促进角膜内皮的再生和修复。
Hans Journal of Ophthalmology 眼科学, 2019, 8(4), 127-133Published Online December 2019 in Hans. /journal/hjohttps:///10.12677/hjo.2019.84021The Function and Localization of CornealEpithelial Stem Cells and Its Relationshipwith Ocular Surface DiseasesJunhua FanDepartment of Ophthalmology of the 910th Hospital of PLA, Quanzhou FujianReceived: Nov. 9th, 2019; accepted: Nov. 27th, 2019; published: Dec. 4th, 2019AbstractCorneal epithelial stem cells (CESCs) play an important role in repairing corneal epithelium. Their localization in limbus corneae has been widely recognized. However, more and more studies show that no matter through specific markers or functional localization, it cannot be confirmed that corneal epithelial stem cells are located only in limbus, and limbus stem cells play a limited role in renewal and repair of corneal epithelial. This article reviews the different viewpoints and evi-dences of corneal epithelial stem cells research, and summarizes the recent studies about the function and the localization of corneal epithelial stem cells and the relationship with ocular sur-face diseases in recent years.KeywordsCorneal Epithelial Stem Cells, Limbal Stem Cells, Ocular Surface Diseases,Limbal Stem Cell Deficiency角膜上皮干细胞的功能定位及其与眼表疾病的关系范军华解放军第910医院眼科中心,福建泉州收稿日期:2019年11月9日;录用日期:2019年11月27日;发布日期:2019年12月4日范军华摘要角膜上皮干细胞具有更新修复角膜上皮的重要功能,其定位于角膜缘受到广泛认可,但有越来越多的研究表明,不管是通过特异性标识物定位还是功能定位,都无法证实角膜上皮干细胞仅位于角膜缘,角膜缘干细胞在角膜上皮更新修复方面起到的作用有限。
本文通过对角膜上皮干细胞研究的不同观点和证据的阐述,对近年来有关角膜上皮干细胞的功能定位及其与眼表疾病的关系研究作一综述。
关键词角膜上皮干细胞,角膜缘干细胞,眼表疾病,角膜缘干细胞功能障碍Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言1971年Davanger 首次提出角膜缘干细胞的概念,认为角膜缘部位存在干细胞,可发挥上皮细胞更新及损伤修复的作用,是维持角膜透明无血管的重要原因。
随着对角膜缘干细胞功能的认识加深,临床上通常将各种原因导致的眼表疾病的终末阶段统称为角膜缘干细胞功能障碍(Limbal Stem Cell Deficiency, LSCD) [1],认为其发病机制是角膜缘上皮基底层的干细胞缺失或受损所引起。
但是,近年来有研究认为,角膜上皮干细胞并非只存在于角膜缘部位,整个角膜上皮基底层均存在寡能干细胞(Oligopotent Stem Cells, OSCs),它们可能也是角膜上皮更新的重要细胞来源,而角膜缘干细胞在角膜上皮更新和角膜稳态维持方面并未发挥关键作用。
本文结合近年来对角膜上皮干细胞的新认识和研究结果,对其功能及与LSCD 的关系作一综述。
2. 角膜缘干细胞的标识与定位2.1. 角膜上皮干细胞的概念干细胞是一类未充分分化、具有自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞。
根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞[2]。
根据干细胞的发育潜能分为三类:全能干细胞、多能干细胞、单能干细胞。
角膜上皮干细胞属于成体干细胞中的单能干细胞,发育等级较低,一般仅能向角膜上皮细胞分发。
角膜上皮干细胞历经干细胞、短暂扩增细胞(Transient Amplifying Cells, TACs)和终末分化细胞(Terminally Differentiated Cells, TDCs) 3个分化阶段而构成不断更新的角膜上皮组织。
1986年,Schermer 等[3]通过研究指出,角膜缘干细胞位于约1.5 mm 的角膜缘环形区域内上皮细胞基底层的Vogt 栅栏内。
角膜上皮干细胞因长期被定位于角膜缘上皮的基底层而又称为角膜缘干细胞(Limbal Stem Cells, LSCs)。
2.2. 角膜缘干细胞的物理定位与标识自Davanger 首次提出角膜缘干细胞的概念以来,寻找角膜缘干细胞特异性标记物的研究从未中断,但始终未找到一种或一组能直接确定角膜缘干细胞的绝对特异性标记物。
在寻找角膜上皮干细胞标志物范军华的各种研究中,主要的依据和方法有:(1) 定位依据。
根据角膜上皮干细胞仅位于角膜缘基底层的判断,寻找仅表达于角膜缘上皮基底层细胞的标记物,认为这些标记物就是角膜缘干细胞特异性标记物。
由于这个判断本身需要通过特异性标记物来证实,以此作为寻找角膜缘干细胞的依据,缺乏严谨性。
既使如此,最新研究表明,过去认为仅表达于角膜缘的LSCs的特异性标记物在中央角膜也有所表达[4][5][6],只是表达量的多少存在差异,特异性标记物并不特异,以仅表达于角膜缘上皮基底层的分子作为LSCs 标记物的传统观点需要修正。
Lyngholm等[7]用二维聚乙烯酰胺凝胶电泳联合质谱法分析眼表上皮细胞中多种蛋白的表达,发现在角膜缘和角膜中央上皮表达水平有明显差异的蛋白多达25种,这些标记物的差异只能说明角膜缘上皮基底细胞与角膜中央上皮细胞有所不同,但无法证明角膜缘上皮基底细胞就是干细胞。
(2) 表达共识表记物。
将表达于人类其它干细胞的共识标记物作为角膜缘干细胞标记物。
常见的共识标记物有原始干细胞转运蛋白家族ABCG2、ABCB5、转录因子p63、类鸟苷酸结合蛋白3、TCF4、细胞黏附分子integrinβ1、Bmi-l等[5][6][8],体外角膜基底细胞培养表明这些标记物主要表达于角膜缘基底层,但也可部分表达于中央角膜的基底层和基底上层,依据共识标记物,还不能认定角膜上皮干细胞仅位于角膜缘上皮基底部。
(3) 具有干细胞的某些形态和功能特点。
角膜缘上皮基底层细胞具有干细胞的某些形态和功能特点,比如角膜缘上皮基底部细胞与角膜中央上皮基底层细胞不同,体积更小,内含色素;角膜缘的肿瘤发病率高于角膜中央区,结合肿瘤更易发生于低分化、增殖能力强的细胞这一特点,提示角膜上皮干细胞可能存在于角膜缘;角膜缘上皮细胞部分或全部缺损后,角膜出现结膜化、新生血管等,这种情况可以通过LSCs移植得到改善。
角膜缘上皮基底层细胞的这些形态和功能特点提示角膜缘可能是角膜上皮干细胞的主要存在部位,但并不能作为角膜缘基底细胞是干细胞的直接证明,也不能据此排除角膜其它部位存在干细胞的可能性。
因为,人体组织细胞的增殖分化都是由所处的微环境诱导的,角膜缘与角膜中央区微环境明显不同,两处的上皮细胞在形态和功能上自然会存在差异,不能将这种差异完全归于普通细胞与干细胞之间的差异。
此外,人体组织的增殖和愈合能力与血供营养有关,角膜缘血管网丰富,增殖愈合能力强于中央角膜,因此,角膜中央上皮受损通常由角膜缘上皮修复,这与干细胞是否存在角膜缘可能无关。
总之,现在发现的各种LSCs标记物并无绝对的特异性,无法通过现有LSCs标记物鉴定角膜上皮干细胞。
各种LSCs标识物研究表明,角膜缘基底层的上皮细胞与角膜其它区域的上皮细胞存在明显差异,角膜缘基底层是角膜上皮干细胞可能的储存部位,但不能排除角膜其它区域也存在角膜上皮干细胞的可能性。
2.3. 角膜缘干细胞的功能定位与作用角膜上皮干细胞的主要功能是能更新修复角膜上皮,保持角膜上皮的完整性。
完整的角膜上皮可使角膜免受外界物理或化学损伤,阻碍病原微生物侵袭损伤,抑制免疫炎症及角膜新生血管形成,从而维持眼表的稳定。
虽然无法通过角膜干细胞标识物对角膜上皮干细胞进行物理定位,但如果能证明只有角膜缘基底细胞才具有角膜上皮干细胞的功能,那么就能确定角膜上皮干细胞只位于角膜缘,从而在功能上实现对角膜上皮干细胞的定位。
角膜上皮干细胞的功能定位研究主要围绕两方面进行:一方面研究,在仅仅去除角膜缘上皮细胞的情况下,是否可以造成持续性角膜上皮结膜化、角膜新生血管形成、角膜炎症和溃疡等典型的LSCD表现;另一方面研究,对于LSCD病变,是否只能通过角膜缘干细胞移植来治愈,移植角膜中央上皮、结膜上皮或其它组织治疗均无效。
对于第一方面,刘先宁等[9]通过两种方法构建LSCD动物模型,I组10只实验兔去除角膜缘内外2 mm以内的上皮及浅基质层组织;II组10只实验兔在I组基础上同时清除角膜中央上皮及浅基质层组织。
结果发现I组有6只兔子在平均7 d的时间点角膜完全自愈,角膜维持透明并无新生血管形成,构建LSCD模型失败;II组10只实验兔均符合LSCD范军华标准,成功率100%。
由此表明,仅仅去除角膜缘上皮及基质层,并不能造成LSCD模型,只有连同角膜中央上皮及基质层去除的情况下,才能造成LSCD模型,提示角膜中央上皮也具有增殖修复能力, 表明在角膜中央区也可能存在角膜上皮干细胞。