猪角膜上皮细胞的应用

背景^[1-3]

猪角膜上皮细胞分离自成猪角膜，原代冻存，冰冻运输。每管细胞密度超过5x10^5/ml。细胞经形态和Fibronectin免疫荧光鉴定。本细胞经检测不含HIV-1、HBV、HCV、支原体、细菌、酵母菌和真菌。

角膜的解剖和生理角膜从结构上可分为5层：上皮细胞层、Bowman层、基质层、Descemet膜、内皮细胞层。角膜透明而无血管，但具有丰富的感觉神经组织，具有一定的形状、大小、厚度和曲率半径，还具有一定的屈光力，在眼球屈光中占有重要的地位。此外，它还与巩膜组织一起对精细的眼球内容物提供特殊的保护作用，正因为角膜组织具有特异的性能，角膜病也就具有自己的特色。

上皮细胞层厚约50微米，易与Bowman层相分离，由5~7层细胞组成，共有3种类型细胞：基底细胞、翼状细胞、扁平细胞。上皮细胞间以桥小体相接，构成致密的质膜，这层致密坚固的屏障可阻止大部分微生物的侵入，阻止泪液中液体和电解质进入基质层，使得角膜处于相对脱水状态。

上皮细胞层是角膜抵御外来侵犯的道重要防线，是一种非角化鳞状上皮。角膜上皮细胞层生长迅速，结合牢固，对绝大多数的细菌和毒素有很大的抵抗力，破坏后可以再生，24小时即可修复，且不留瘢痕。由于该层神经丰富，感觉灵敏，轻微损伤，即有明显异物感。由于角膜暴露在外，角膜上皮很容易遭受损伤，给致病微生物以可乘之机，故角膜的感染很常见。如稻谷等角膜异物损伤后处理不当，有导致角膜溃疡以至穿孔的危险。

应用^[4][5]

用于胚胎干细胞来源的角膜缘上皮样细胞及角膜内皮样细胞构建组织工程全厚角膜的研究

脱细胞猪角膜基质(Acellular porcine cornea matrix,APCM)及重组的人胶原在临床或实验动物前板层角膜移植中取得良好效果。但对于多种角膜疾病来说,如圆锥角膜、角膜穿孔等,穿透性角膜移植仍是广泛应用的手术方式。由于传统观念的影响,在我国角膜捐献率较低,而角膜屈光手术的开展使适于穿透性移植的角膜供体进一步减少。

构建组织工程全厚角膜植片是解决当前穿透性角膜移植供体不足问题的可行的方法。此外,角膜所包含的细胞类型相对较少,主要有内皮细胞、上皮细胞和角膜基质细胞。相对于其他器官来说,构建TECs角膜更简单、易行。

TECs的两个关键成分是种子细胞以及其支架材料。脱细胞猪角膜基质(Acellular porcine cornea matrix,APCM)具有正常角膜的关键特性,如良好的透明性和生物相容性、与天然角膜相似的力学特性、低免疫原性、可耐受手术缝合等。对于TECs的构建来说,其是一种良好的支架材料。此外,猪角膜来源非常广泛。

参考文献

[1]The use of mesenchymal stem cells for cartilage repair and regeneration:a systematic review[J].Andy Goldberg,Katrina Mitchell,Julian Soans,Louise Kim,Razi Zaidi.Journal of Orthopaedic Surgery and Research.2017(1)

[2]Amino Acids and Peptide‐Based Supramolecular Hydrogels for Three‐Dimensional Cell Culture[J].Xiao‐Qiu Dou,Chuan‐Liang Feng.Advanced Materials.2017(16)

[3]Construction of tissue-engineered full-thickness cornea substitute using limbal epithelial cell-like and corneal endothelial cell-like cells derived from human embryonic stem cells[J].Canwei Zhang,Liqun Du,Peng Sun,Lin Shen,Jing Zhu,Kunpeng Pang,Xinyi Wu.Biomaterials.2017

[4]Biomechanical relationships between the corneal endothelium and Descemet’s membrane[J].Maryam Ali,VijayKrishna Raghunathan,Jennifer Y.Li,Christopher J.Murphy,Sara M.Thomasy.Experimental Eye Research.2016

[5]张灿伟.胚胎干细胞来源的角膜缘上皮样细胞及角膜内皮样细胞构建组织工程全厚角膜的研究[D].山东大学,2017.