氧化应激在圆锥角膜发病过程中具有重要的作用，核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件(Nrf2-ARE)信号通路是介导细胞氧化应激反应的关键通路，但其在圆锥角膜发病中的作用及其机制鲜见报道。
研究正常角膜与圆锥角膜基质细胞中Nrf2-ARE信号通路活化的区别及Nrf2-ARE通路对角膜基质降解酶表达水平的影响，探讨圆锥角膜发病的具体机制。
于2012年11月至2013年6月在青岛眼科医院收集圆锥角膜患者术中的角膜组织样本和正常供体角膜样本，采用中性蛋白酶和胶原蛋白酶联合消化法分离角膜基质细胞并用含质量分数10%胎牛血清的DMEM/F12培养基培养细胞，待细胞80%融合后在培养基中加入200 μmol/L H2O2处理1 h以模拟氧化应激微环境。采用DCFH-DA荧光底物孵育法检测细胞内活性氧簇(ROS)含量，分别采用Western blot和实时定量PCR法检测细胞核内Nrf2 mRNA及其蛋白、Nrf2-ARE信号通路下游抗氧化蛋白、尿激酶型纤溶酶原激活物(uPA)、uPA受体(uPAR) mRNA及其蛋白的相对表达水平，采用明胶酶谱法检测细胞中基质金属蛋白酶2(MMP-2)活性。
正常培养条件下，圆锥角膜基质细胞中ROS荧光强于正常角膜基质细胞，细胞核内Nrf2蛋白表达水平均明显高于正常角膜基质细胞，差异有统计学意义(t＝18.155，P<0.01)，但在H2O2处理条件下，圆锥角膜基质细胞中ROS荧光强度明显强于正常角膜基质细胞，且圆锥角膜基质细胞核内Nrf2表达水平明显低于正常培养条件下的圆锥角膜基质细胞，差异有统计学意义(t＝62.123，P<0.01)。正常培养条件下，圆锥角膜基质细胞间还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化还原酶1(NQO-1)、血红素氧合酶1(HO-1)、超氧化物歧化酶2(SOD2)mRNA及其蛋白的相对表达量明显低于正常角膜基质细胞，差异均有统计学意义(均P<0.01)；但在H2O2培养条件下2种细胞间未见明显变化(NQO-1：t＝2.209，P＝0.092；HO-1：t＝0.293，P＝0.784；SOD2：t＝0.749，P＝0.495)；圆锥角膜基质细胞uPA、uPAR表达量和MMP-2活性均明显高于正常角膜基质细胞，差异均有统计学意义(t＝19.164、15.458、4.818，均P<0.01)。
圆锥角膜基质细胞在Nrf2-ARE信号通路活化方面存在缺陷，且这种缺陷与其表达基质降解酶的水平密切相关，说明该通路异常可能是圆锥角膜发病的机制之一。
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圆锥角膜是一种以角膜扩张为特征，致角膜中央部向前凸出、变薄呈圆锥形并产生高度不规则散光的角膜病变[1]。关于圆锥角膜的发病机制，虽然先后提出了遗传学、生物力学、氧化应激等多种假说，但多数学者认为，圆锥角膜基质细胞对氧化应激的高敏感性和基质降解酶活性的增加对角膜基质的破坏起到了关键性作用[2]。参与角膜基质降解的酶类主要有组织蛋白酶、基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)、纤溶酶原激活物(plasminogen activator，PA)等[3]。有研究报道，圆锥角膜基质细胞中组织蛋白酶含量较正常角膜基质细胞增多，且其活性显著增强，可能参与了圆锥角膜基质的降解过程[4]。尿激酶型PA(urokinase PA，uPA)通过与uPA受体(uPA receptor，uPAR)结合，也可通过间接激活MMPs而降解细胞外基质，但目前相关的报道主要与肿瘤细胞的浸润和转移相关[5,6]。核因子E2相关因子2(nuclear factor-E2-related factor 2，Nrf2)是细胞氧化应激反应中的关键转录因子，在细胞抗氧化应激反应中起关键作用[7]。目前，已有研究报道该信号通路在小细胞肺癌、肝细胞和血管平滑肌细胞氧化损伤中的调控作用[8,9,10]，我们前期的研究也提示Nrf2-抗氧化反应元件(antioxidant response element，ARE)信号通路在角膜基质细胞转化中的作用及其机制[11]，本研究主要比较圆锥角膜基质细胞与正常角膜基质细胞中Nrf2-ARE信号通路活化的差异及该通路与基质降解酶表达水平的相关性，探讨Nrf2-ARE信号通路在圆锥角膜发病中的作用及其机制。
