Кератоцит роговицы

Движение кератоцитов

Кератоциты роговицы ( фибробласты роговицы ) представляют собой специализированные фибробласты, находящиеся в строме . Этот слой роговицы , составляющий около 85-90% толщины роговицы, построен из очень регулярных коллагеновых пластинок и компонентов внеклеточного матрикса. Кератоциты играют важную роль в поддержании ее прозрачности, заживлении ран и синтезе ее компонентов. В ненарушенной роговице кератоциты находятся в состоянии покоя, вступая в действие после любого повреждения или воспаления. Некоторые кератоциты, лежащие под местом повреждения, даже легкого, подвергаются апоптозу сразу после повреждения. ^{[ 1 ]} Любой сбой в точно организованном процессе заживления может омрачить роговицу, в то время как чрезмерный апоптоз кератоцитов может быть частью патологического процесса при дегенеративных заболеваниях роговицы, таких как кератоконус , и эти соображения побуждают к постоянным исследованиям функции этих клеток.

Происхождение и функции

Кератоциты в процессе развития происходят из краниальной популяции клеток нервного гребня , откуда они мигрируют и оседают в мезенхиме . У некоторых видов миграция из нервного гребня происходит в две волны: первая дает рождение эндотелию роговицы , а вторая проникает в секретируемую эпителием стромальную закладку, лишенную клеток; у других видов обе популяции произошли от одной волны миграции. Поселившись в строме, кератоциты начинают синтезировать молекулы коллагена разных типов (I, V, VI) и кератансульфата . К моменту открытия глаз после рождения пролиферация кератоцитов практически завершается и большинство из них находится в состоянии покоя. ^{[ 2 ]}

К концу развития глаза в роговице формируется взаимосвязанная сеть кератоцитов, при этом дендриты соседних клеток контактируют друг с другом. ^{[ 3 ]} Покоящиеся кератоциты синтезируют так называемые кристаллины , известные прежде всего своей ролью в хрусталике . Считается, что кристаллины роговицы, как и кристаллины хрусталика, помогают поддерживать прозрачность и оптимальную рефракцию. ^{[ 4 ]} Они также являются частью антиоксидантной защиты роговицы. ^{[ 5 ]} Кристаллины, экспрессируемые кератоцитами человека: ALDH1A1 , ALDH3A1 , ^{[ 6 ]} АЛДГ2 и ТКТ. Для разных видов характерны разные наборы кристаллинов. ^{[ 7 ]} Считается, что кератансульфат, вырабатываемый кератоцитами, помогает поддерживать оптимальную гидратацию роговицы; ^{[ 8 ]} генетическое нарушение его синтеза приводит к макулярной дистрофии роговицы . ^{[ 9 ]}

По данным одного исследования, средняя плотность кератоцитов в строме человека составляет около 20500 клеток на мм. ³, или 9600 в столбце 1 мм ² в разделе. Наибольшая плотность наблюдается в верхних 10% стромы. Количество кератоцитов снижается с возрастом примерно на 0,45% в год. ^{[ 10 ]}

После повреждения роговицы некоторые кератоциты подвергаются апоптозу, вызванному сигнальными молекулами, секретируемыми верхними слоями, такими как IL1-альфа и TNF-альфа . Другие соседние кератоциты под воздействием тех же молекул становятся активными, пролиферируют и начинают синтезировать матриксные металлопротеиназы , вызывающие ремоделирование тканей. Эти активированные клетки обозначаются в разных источниках либо как «активные кератоциты», либо «фибробласты», либо, как говорят, принимают «фенотип восстановления». После тяжелых травм или на поздних стадиях заживления часть кератоцитов трансформируется в миофибробласты, активно секретирующие ЕСМ компоненты ; Считается, что эта трансформация вызвана TGF-бета . Как только базальная мембрана эпителия роговицы восстанавливается, приток ТФР-бета в строму резко снижается и миофибробласты исчезают, после чего оставшиеся активированные кератоциты еще некоторое время продолжают переформировать внеклеточный матрикс, секретируя ИЛ-1-альфа для поддержания своей ремонтный фенотип». ^{[ 1 ]}

Апоптоз кератоцитов как в спокойном, так и в активном состоянии – процесс, привлекающий особое внимание. В здоровой роговице запрограммированная клеток гибель встречается редко, но сразу после повреждения верхнего слоя кератоциты непосредственно под местом повреждения совершают апоптоз. ^{[ 11 ]} Одна из гипотез объясняет такую быструю реакцию необходимостью остановить распространение возможной инфекции на роговицу, поскольку из-за ограничений иммунной системы глаза иммунным клеткам требуется до нескольких часов , чтобы добраться до места повреждения. ^{[ 12 ]} При нормальном ходе событий недостаток кератоцитов постепенно восполняется за счет митоза соседних клеток. ^{[ 2 ]} Апоптоз наблюдается после операций на глазах, в том числе кератотомии и лазерной хирургии . ^{[ 13 ]} и может играть роль в развитии послеоперационных осложнений.

Клиническое значение

Кератоциты могут играть роль в различных заболеваниях роговицы. По данным сравнительных исследований, их функции резко расходятся с нормой при кератоконусе — наиболее частой форме дистрофии роговицы . Было показано, что в кератоконических роговицах они вызывают апоптоз вдали от любого повреждения эпителия; Существует гипотеза, согласно которой чрезмерный апоптоз кератоцитов является основным патологическим явлением при кератоконусе. ^{[ 15 ]} Согласно одному исследованию, в кератоцитах пациента снижен уровень одной из подформ алкогольдегидрогеназы . ^{[ 14 ]} они секретируют значительно меньше супероксиддисмутазы 3 . согласно другому мнению, ^{[ 16 ]}

См. также

Список типов клеток человека, полученных из зародышевых листков

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Уилсон С.Э., Чаурасия СС, Медейрос Ф.В. (сентябрь 2007 г.). «Апоптоз в инициации, модуляции и прекращении реакции заживления ран роговицы» . Эксп. Глаз Рез. 85 (3): 305–11. дои : 10.1016/j.exer.2007.06.009 . ПМК 2039895 . PMID 17655845 .
^ Перейти обратно: ^а ^б West-Mays JA, Dwivedi DJ (2006). «Кератоцит: стромальные клетки роговицы с различными фенотипами восстановления» . Межд. Дж. Биохим. Клеточная Биол. 38 (10): 1625–31. doi : 10.1016/j.biocel.2006.03.010 . ПМК 2505273 . ПМИД 16675284 .
^ Мюллер Л.Дж., Пелс Л., Вренсен Г.Ф. (декабрь 1995 г.). «Новые аспекты ультраструктурной организации кератоцитов роговицы человека» . Инвестируйте. Офтальмол. Вис. наук. 36 (13): 2557–67. ПМИД 7499078 . Архивировано из оригинала 12 января 2013 г. Проверено 13 июня 2009 г.
^ Шут СП (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности» . Семин. Сотовое развитие. Биол. 19 (2): 82–93. дои : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . ПМК 2275913 . ПМИД 17997336 .
^ Лассен Н., Блэк В.Дж., Эсти Т., Василиу В. (апрель 2008 г.). «Роль кристаллинов роговицы в механизмах клеточной защиты от окислительного стресса». Семин. Сотовое развитие. Биол. 19 (2): 100–12. дои : 10.1016/j.semcdb.2007.10.004 . ПМИД 18077195 .
^ Лассен Н., Паппа А., Блэк В.Дж., Шут Дж.В., Дэй Б.Дж., Мин Е., Василиу В. (ноябрь 2006 г.). «Антиоксидантная функция ALDH3A1 роговицы в культивируемых стромальных фибробластах». Свободный Радик. Биол. Мед. 41 (9): 1459–69. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009 . ПМИД 17023273 .
^ Шут СП (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности» . Семин. Сотовое развитие. Биол . 19 (2): 82–93. дои : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . ПМК 2275913 . ПМИД 17997336 .
^ Фундербург Дж.Л. (октябрь 2000 г.). «Кератансульфат: строение, биосинтез и функции» . Гликобиология . 10 (10): 951–8. дои : 10.1093/гликоб/10.10.951 . ПМИД 11030741 .
^ МАКУЛЯРНАЯ ДИСТРОФИЯ, РОГОВИЦА, 1; MCDC1 - ОМИМ
^ Патель С., Макларен Дж., Ходж Д., Борн В. (февраль 2001 г.). «Измерение плотности нормальных кератоцитов человека и толщины роговицы с помощью конфокальной микроскопии in vivo» . Инвестируйте. Офтальмол. Вис. наук. 42 (2): 333–9. ПМИД 11157863 . Архивировано из оригинала 13 января 2013 г. Проверено 14 июня 2009 г.
^ Уилсон С.Е., Хе Ю.Г., Венг Дж., Ли Кью, Макдауэлл А.В., Витал М., Чванг Э.Л. (апрель 1996 г.). «Повреждение эпителия вызывает апоптоз кератоцитов: предполагаемая роль системы интерлейкина-1 в модуляции организации ткани роговицы и заживлении ран». Эксп. Глаз Рез. 62 (4): 325–7. дои : 10.1006/exer.1996.0038 . ПМИД 8795451 .
^ Уилсон С.Е., Педроса Л., Бойерман Р., Хилл Дж.М. (май 1997 г.). «Инфекция вирусом простого герпеса типа 1 эпителиальных клеток роговицы вызывает апоптоз подлежащих кератоцитов». Эксп. Глаз Рез. 64 (5): 775–9. дои : 10.1006/exer.1996.0266 . ПМИД 9245908 .
^ Эри Дж.К., Макларен Дж.В., Ходж Д.О., Борн В.М. (2005). «Длительный дефицит кератокии роговицы после фоторефракционной кератэктомии и лазерного кератомилеза in situ» (PDF) . Trans Am Ophthalmol Soc . 103 : 56–66, обсуждение 67–8. ПМЦ 1447559 . ПМИД 17057788 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2008 г. Проверено 14 июня 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Моота В.В., Канофф Дж.М., Шанкардас Дж., Димитриевич С. (2009). «Заметное снижение алкогольдегидрогеназы в фибробластах роговицы при кератоконусе» . Мол. Вис. 15 : 706–12. ПМЦ 2666775 . ПМИД 19365573 .
^ Ким В.Дж., Рабиновиц Ю.С., Мейслер Д.М., Уилсон С.Е. (ноябрь 1999 г.). «Апоптоз кератоцитов, связанный с кератоконусом». Эксп. Глаз Рез. 69 (5): 475–81. CiteSeerX 10.1.1.610.7418 . дои : 10.1006/exer.1999.0719 . ПМИД 10548467 .
^ Олофссон Э.М., Марклунд С.Л., Педроса-Домеллёф Ф., Бендиг А. (2007). «Интерлейкин-1-альфа подавляет внеклеточную супероксиддисмутазу в стромальных клетках кератоконуса роговицы человека» . Мол. Вис. 13 : 1285–90. ПМИД 17679946 .

Внешние ссылки

Найджел Брукс - исследователь

[pmid17655845-1] Перейти обратно: ^а ^б Уилсон С.Э., Чаурасия СС, Медейрос Ф.В. (сентябрь 2007 г.). «Апоптоз в инициации, модуляции и прекращении реакции заживления ран роговицы» . Эксп. Глаз Рез. 85 (3): 305–11. дои : 10.1016/j.exer.2007.06.009 . ПМК 2039895 . PMID 17655845 .

[pmid16675284-2] Перейти обратно: ^а ^б West-Mays JA, Dwivedi DJ (2006). «Кератоцит: стромальные клетки роговицы с различными фенотипами восстановления» . Межд. Дж. Биохим. Клеточная Биол. 38 (10): 1625–31. doi : 10.1016/j.biocel.2006.03.010 . ПМК 2505273 . ПМИД 16675284 .

[pmid7499078-3] Мюллер Л.Дж., Пелс Л., Вренсен Г.Ф. (декабрь 1995 г.). «Новые аспекты ультраструктурной организации кератоцитов роговицы человека» . Инвестируйте. Офтальмол. Вис. наук. 36 (13): 2557–67. ПМИД 7499078 . Архивировано из оригинала 12 января 2013 г. Проверено 13 июня 2009 г.

[pmid17997336-4] Шут СП (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности» . Семин. Сотовое развитие. Биол. 19 (2): 82–93. дои : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . ПМК 2275913 . ПМИД 17997336 .

[pmid18077195-5] Лассен Н., Блэк В.Дж., Эсти Т., Василиу В. (апрель 2008 г.). «Роль кристаллинов роговицы в механизмах клеточной защиты от окислительного стресса». Семин. Сотовое развитие. Биол. 19 (2): 100–12. дои : 10.1016/j.semcdb.2007.10.004 . ПМИД 18077195 .

[pmid17023273-6] Лассен Н., Паппа А., Блэк В.Дж., Шут Дж.В., Дэй Б.Дж., Мин Е., Василиу В. (ноябрь 2006 г.). «Антиоксидантная функция ALDH3A1 роговицы в культивируемых стромальных фибробластах». Свободный Радик. Биол. Мед. 41 (9): 1459–69. doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009 . ПМИД 17023273 .

[crystallin_list-7] Шут СП (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности» . Семин. Сотовое развитие. Биол . 19 (2): 82–93. дои : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . ПМК 2275913 . ПМИД 17997336 .

[pmid11030741-8] Фундербург Дж.Л. (октябрь 2000 г.). «Кератансульфат: строение, биосинтез и функции» . Гликобиология . 10 (10): 951–8. дои : 10.1093/гликоб/10.10.951 . ПМИД 11030741 .

[OMIMMCD-9] МАКУЛЯРНАЯ ДИСТРОФИЯ, РОГОВИЦА, 1; MCDC1 - ОМИМ

[pmid11157863-10] Патель С., Макларен Дж., Ходж Д., Борн В. (февраль 2001 г.). «Измерение плотности нормальных кератоцитов человека и толщины роговицы с помощью конфокальной микроскопии in vivo» . Инвестируйте. Офтальмол. Вис. наук. 42 (2): 333–9. ПМИД 11157863 . Архивировано из оригинала 13 января 2013 г. Проверено 14 июня 2009 г.

[pmid8795451-11] Уилсон С.Е., Хе Ю.Г., Венг Дж., Ли Кью, Макдауэлл А.В., Витал М., Чванг Э.Л. (апрель 1996 г.). «Повреждение эпителия вызывает апоптоз кератоцитов: предполагаемая роль системы интерлейкина-1 в модуляции организации ткани роговицы и заживлении ран». Эксп. Глаз Рез. 62 (4): 325–7. дои : 10.1006/exer.1996.0038 . ПМИД 8795451 .

[pmid9245908-12] Уилсон С.Е., Педроса Л., Бойерман Р., Хилл Дж.М. (май 1997 г.). «Инфекция вирусом простого герпеса типа 1 эпителиальных клеток роговицы вызывает апоптоз подлежащих кератоцитов». Эксп. Глаз Рез. 64 (5): 775–9. дои : 10.1006/exer.1996.0266 . ПМИД 9245908 .

[pmid17057788-13] Эри Дж.К., Макларен Дж.В., Ходж Д.О., Борн В.М. (2005). «Длительный дефицит кератокии роговицы после фоторефракционной кератэктомии и лазерного кератомилеза in situ» (PDF) . Trans Am Ophthalmol Soc . 103 : 56–66, обсуждение 67–8. ПМЦ 1447559 . ПМИД 17057788 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 октября 2008 г. Проверено 14 июня 2009 г.

[pmid19365573-14] Перейти обратно: ^а ^б Моота В.В., Канофф Дж.М., Шанкардас Дж., Димитриевич С. (2009). «Заметное снижение алкогольдегидрогеназы в фибробластах роговицы при кератоконусе» . Мол. Вис. 15 : 706–12. ПМЦ 2666775 . ПМИД 19365573 .

[pmid10548467-15] Ким В.Дж., Рабиновиц Ю.С., Мейслер Д.М., Уилсон С.Е. (ноябрь 1999 г.). «Апоптоз кератоцитов, связанный с кератоконусом». Эксп. Глаз Рез. 69 (5): 475–81. CiteSeerX 10.1.1.610.7418 . дои : 10.1006/exer.1999.0719 . ПМИД 10548467 .

[pmid17679946-16] Олофссон Э.М., Марклунд С.Л., Педроса-Домеллёф Ф., Бендиг А. (2007). «Интерлейкин-1-альфа подавляет внеклеточную супероксиддисмутазу в стромальных клетках кератоконуса роговицы человека» . Мол. Вис. 13 : 1285–90. ПМИД 17679946 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]