角膜缘干细胞(LSCs)对维持角膜上皮的稳定和角膜组织透明性有重要作用。Rho关联卷曲螺旋蛋白激酶(ROCK)抑制剂Y-27632能够促进人胚胎干细胞、角质上皮细胞等的增生,减少细胞凋亡。
探讨Y-27632对离体兔角膜保存和体外LSCs扩增能力的影响。
在细胞培养基MEM中加入质量分数12. 5%硫酸软骨素、质量分数10. 0%低分子右旋糖酐、20. 0 mg/L地塞米松、100 mg/L妥布霉素注射液、9. 5 g/L Hepes,使用时添加0. 375 mg/L L-谷氨酰胺,制备成角膜活性保存液。将新西兰大白兔的角膜组织片分别置于含或不含Y-27632的角膜活性保存液中保存4、7、14 d,采用质量分数0. 25%锥虫蓝和质量分数0. 2%茜素红染色法观察角膜内皮细胞密度及形态,采用Giemsa染色法并使用Image J图像分析软件计数克隆球数量和LSCs活性,计算LSCs存活率和克隆形成效率。
角膜片保存4 d时,Y-27632保存液组和单纯角膜中期保存液组角膜内皮细胞形态无明显差别,角膜片保存7 d时,Y-27632保存液组角膜内皮细胞形态仍保持规则的六边形,而单纯角膜中期保存液组角膜内皮细胞的细胞膜轻微皱缩,少数细胞体积变大。角膜片保存14 d时单纯角膜中期保存液组角膜内皮细胞可见较多的茜素红斑。单纯角膜中期保存液组角膜内皮细胞计数为(2 262±75)/mm2,Y-27632保存液组角膜内皮细胞计数为(2 425±95)/mm2,差异有统计学意义(P<0. 001)。新鲜角膜片和角膜片保存4 d时,Y-27632保存液组和单纯角膜中期保存液组LSCs的克隆球均较大,其内细胞数较多,而保存7 d和14 d时,与Y-27632保存液组比较,单纯角膜中期保存液组LSCs克隆球直径明显缩小。新鲜分离的角膜片和角膜片保存4 d时,Y-27632保存液组与单纯角膜中期保存液组LSCs的克隆形成率和角膜上皮细胞存活率的差异均无统计学意义(均P>0. 05);角膜片保存7 d和14 d时,角膜缘上皮细胞的活性率分别为(73. 00±2. 12)%和(56. 00±0. 71)%,明显高于单纯角膜中期培养液组的(66. 00±4. 00)%和(49. 00±0. 71)%,差异均有统计学意义(t=3. 098,P=0. 018;t=9. 798,P=0. 000);角膜片保存7 d和14 d时,Y-27632保存液组与单纯角膜中期保存液组LSCs的克隆形成效率分别为(11. 05±0. 21)%和(3. 10±1. 97)%,明显高于单纯角膜中期保存液组中的(2. 05±1. 20)%和(0. 40±0. 14)%,差异均有统计学意义(t=18. 107,P=0. 000;t=3. 184,P=0. 017)。
角膜保存液中添加Y-27632可明显提高离体角膜保存的效果,同时可维持LSCs的活性及克隆形成能力。Y-27632可作为角膜保存液的有效添加成分。






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角膜缘干细胞(limbal stem cells,LSCs)对维持角膜上皮的动态稳定和角膜组织的透明性有重要作用。各种严重眼表疾病常导致LSCs部分或全部缺失,眼表组织广泛破坏,继发持续性角膜上皮缺损、慢性炎症、角膜上皮结膜化和新生血管侵入,引起角膜透明度下降,造成患者严重视力障碍。对于部分LSCs缺失患者可进行羊膜移植,促进角膜上皮细胞迁移到缺损区,从而对角膜病变区进行修复;对于全部LSCs缺失患者则须采用自体或异体LSCs移植,以得到稳定的角膜上皮表型。近年来采用体外培养的角膜缘上皮移植法治疗LSCs缺乏病变的研究取得了显著进展,但研究表明角膜缘上皮膜片中干细胞比例>3%才能使移植成功率>70%,因此移植材料中LSCs的数量和质量是角膜移植手术成功的关键,而维持角膜上皮,尤其是LSCs的活性和功能也是保存液的重要评价标准。目前对角膜保存液效果的评价多以角膜内皮细胞的活性和功能作为主要指标,较少关注角膜上皮细胞的活性和功能。角膜活性保存液是本研究所研制的中期角膜保存液,制作和使用简单、方便,维持一定的角膜内皮细胞密度可达7~10 d,但前期研究中发现,角膜片在该保存液中保存超过4 d后,LSCs克隆形成能力显著下降。Y-27632是选择性Rho关联卷曲螺旋蛋白激酶(Rho-associated coiled-coil containing protein kinase,ROCK)抑制剂,可增加人胚胎干细胞、角质上皮细胞和角膜内皮细胞的克隆效率,减少细胞凋亡,甚至诱导细胞永生化。本研究中观察角膜保存液中添加Y-27632后角膜内皮细胞的密度变化及角膜缘上皮细胞的存活率和克隆形成效率变化,评价Y-27362是否可用于角膜活性保存液的改良,从而维持角膜内皮和LSCs的活性。