文摘
严重的眼部表面疾病因“角膜缘干细胞缺损会导致(LSCD),一个条件导致视力减退,畏光,眼部疼痛。重建眼表面先进干细胞缺乏眼角膜,自体或同种异体的自体干细胞移植。近年来,中等的风险LSCD由于切除大结明显减少了因“角膜缘上皮移植培养的优化(CLET)。尽管CLET的伟大成功,还有改进的空间总体成功率是70%,视力往往成功移植后仍然不佳。因“角膜缘上皮移植简单报告成功率高但尚未完成,很多病人。本文着重于缘的上皮干细胞和LSCD的病理生理学。最先进的治疗管理LSCD描述,新的和不断发展的技术在眼部表面再生正在讨论,特别是,优点和缺点的替代细胞支架和细胞来源细胞重建眼表面。
1。介绍
位于前的眼,角膜高度有组织的透明组织组成的多个细胞和非细胞的层(1]。角膜上皮覆盖角膜表面,在保护和透明度上起着重要的作用2,3]。上皮细胞经常脱落,取而代之的是干细胞来源位于异色边缘,边缘组织位于结角膜和巩膜(数字1(一)和1(B))。缘的上皮干细胞(LESCs)驻留在特定区域的异色边缘被称为缘的干细胞利基市场(4]。干细胞损伤或破坏的利基市场因“角膜缘干细胞缺损可能导致(LSCD)。没有一个健康的角膜上皮,在角膜结膜遍布导致不透明和血管化,进而可能会导致视力下降,疼痛和畏光5,6]。LSCD可能是由于各种各样的主要和次要原因(表1),但最常见的是伴随严重的化学或热烧伤。
LSCD的诊断通常是在历史的基础和临床研究结果,其中包括损失缘的解剖学、角膜conjunctivalization,持久上皮缺陷,和疤痕形成7,8]。部分LSCD临床症状存在,但局限于特定的区域,这可能是量化过程中所涉及的缘的时钟的小时数。细胞学诊断证实了印象(9),说明存在的杯状细胞,增加细胞角蛋白19 (CK19)表达式,并降低CK3/12表达式(10]。最近CK7、mucin1 mucin5AC已报告作为诊断[比CK19更具体的11- - - - - -14]。
在活的有机体内共焦显微镜(IVCM)和光学相干断层扫描(OCT)前是有前途的技术,可以协助诊断和量化LSCD和指导治疗管理。IVCM提供高分辨率图像的解剖结构在细胞水平上(15,16]。许多实际因素限制其使用;首先没有共识LESCs的明确的形态出现,周围的小细胞和杯状细胞IVCM [17,18]。其次,在朦胧的角膜的存在,技术更有效地定义结构由于高度的后向散射,最后它需要病人的长期合作(19]。10月10月前,特别是傅里叶域中(FD-OCT),是一种更快速和方便的方法成像缘的巩膜的,和结膜结构,不过,明显比IVCM(低分辨率20.]。3 d重建引导的异色边缘可以和可以帮助引导缘的活组织检查20.]。此外,FD-OCT可以应用于成像模糊眼角膜和促进术中解剖的维管组织的血管翳。
2。治疗LSCD
治疗选择LSCD从保守到侵入性和取决于病变的严重程度(表2)。保守治疗选择包括支持管理、角膜擦伤,羊膜修补。在这些情况下,复苏取决于一些剩余LESCs的存在,可以恢复恢复上皮。如果没有剩余的干细胞储备,角膜必须与新的LESCs受移植者(7,21]。在过去的18年,优化再播技术一直是组织工程角膜的主要焦点。最早的技术要求大部分捐赠组织从病人的眼睛(自体)或从健康的捐赠者或尸体(同种异体移植物)。采取如此大规模的活检地方供体眼LSCD发展的风险。1997年,佩莱格里尼等人报道的第一个应用程序体外扩张的一个很小的干细胞活组织检查治疗LSCD [22]。的体外供体眼技术大大降低了风险。原始报告以来,大量的临床试验报告结果的组织工程角膜表面重建(22- - - - - -60]。本文将重点讨论LESCs和演化的本质和优化培养自体上皮干细胞移植(CLET)以及可能的未来的发展方向。
3所示。缘的上皮干细胞利基和标记
干细胞利基是独特的微环境,围绕干细胞和调节其功能和命运通过内部和外部的因素。LESCs居住在这样一个求职微环境,缘的干细胞利基。利基市场免受紫外线的是(我)黑色素细胞,位于基底缘的上皮细胞层和(2)的上、下眼睑提供覆盖上级和角膜缘8,61年,62年]。利基的波状的基底膜保护LESCs从剪切力,而缘的间质血管和间充质细胞提供氧气,细胞因子,生长因子(例如,角化细胞生长因子),和其他营养物质16,63年- - - - - -65年]。利基也调节LESC细胞周期保持在一个未分化的静止状态(16,66年]。扩散LESC产生两个子细胞,一个仍是oligopotent LESC和另一个区分为瞬态放大细胞(TAC)。高但数量有限的有丝分裂后,tac分化成“postmitotic细胞”,随后“终末分化细胞”(67年- - - - - -69年)(图1(C))。在分化过程中,细胞迁移向心地从利基角膜表面(4)根据假设[70年),也就是说,扩散基底上皮细胞(),分化和向心迁移(),隔离/脱屑()。
最近,Molvaer等人本地化和描述了三个不同的自体干细胞利基市场,(我)缘的上皮隐窝(lec), (ii)缘的隐窝(LCs),和(3)焦基质预测(FSPs)(图2)[98年]。lec在2005年第一次描述了作为预测扩展的底面缘的上皮到间质。这些预测径向扩展到结膜基质平行于栅栏或沿着异色边缘,直角栅栏(图2(一个))[99年]。2007年,LCs和FSPs被描述为额外的干细胞利基市场。LCs的预测缘的上皮到间质,这是横向的栅栏封闭沃格特(16]。部分定义的区域对应前面描述interpalisades(图2 (b))。FSPs是通行的预测包含中央血管的基质,它向上延伸到缘的上皮细胞(16]。最近,进一步细分了基底和肤浅的LCs之间,前者包含LESCs黑色素细胞,后者包含tac (One hundred.]。已经证明这三个缘的干细胞利基市场主要是出席上级,并在较小的程度上,角膜缘。没有共识,然而,关于异色边缘的利基市场(具体数量和位置98年]。
(一)
(b)
具备干细胞和分化的LESCs调查通过分析各种细胞的标记。虽然没有具体的标志LESCs已被确定(101年,102年),ABCG2(也称为BRCP1) [103年),p63(104年),而Np63 [105年)亚型在假定的LESC识别使用的主要标记。额外的描述了干细胞标记,整合蛋白v3/5和ABCB5基因最近106年,107年]。德等人确定了整合素v3/5在不到4%的细胞存在于缘的上皮。然而,这些细胞表型和功能LESC属性(106年]。
4所示。培养缘的上皮干细胞移植
作为一个技术,培养缘的上皮干细胞移植(CLET)是处于起步阶段。估计总体成功率为76% (21],虽然直接比较的临床试验是困难由于病理治疗的广泛多样性,文化协议,手术方法,主观和客观结果参数。当考虑到最近出版的临床报告,成功率略微下降至70%。文化的细节描述方法和临床结果发表的报告(表3)。没有发现显著差异在临床结果基于LSCD的最初原因,供体来源的组织(自体或同种异体的),或文化技术(外植体或暂停)(21,93年]。一些文化协议需要使用致命辐照或丝裂霉素C-treated 3 t3馈线细胞直接接触或与LESCs coculture [25,29日,31日,35,37,41- - - - - -45,47,50- - - - - -52,55,58- - - - - -60]。支线层参与促进具备干细胞利基市场监管和培养细胞。尽管没有不良反应报告的使用3 t3支线层在很大情况下系列108年,109年),避免异种的材料可能有助于减少动物感染和移植排斥的风险。寻找替代牛和其他动物产品培养协议,例如,胎牛血清和动物生长因子,导致最近的临床研究培养LESCs nonxenogenic条件下(52,54,55,57- - - - - -59]。其他领域的进步,也可能转化为更高的成功率在未来的试验包括支线层人类成纤维细胞或间充质干细胞(msc) [110年- - - - - -114年),标准GMP(良好生产规范)协议115年火腿准备和]体外文化、术后使用自体血清滴和最小操纵嫁接移植期间(116年- - - - - -118年]。
2012年,因“角膜缘上皮移植简单(SLET)被形容为一种新的手术技术治疗单侧LSCD [94年]。SLET手术期间,一块捐赠者缘的组织(例如,毫米)分成几个小块,然后均匀分布于一个火腿放在角膜(94年]。手术完全不再需要一个文化的协议。尽管每个临床研究报道100%的成功率,在一个小案件系列(表4)[94年- - - - - -97年,119年,120年),这项技术的长期效果还有待证实。
5。选择手机运营商
在临床试验中,火腿是最常用的细胞载体重建眼表(23- - - - - -27,29日- - - - - -33,35- - - - - -42,44,45,47,48,50- - - - - -60]。然而,有风险的使用火腿传染性病原体,包括可能的转会变量组织质量,和有限的透明度,这就是为什么选择提出了播种支架(42,121年]。
5.1。修改过的火腿
火腿的化学交联可提高机械和热稳定性、光学透明度、和抗胶原酶消化122年- - - - - -126年]。已经研究了戊二醛的交联剂,碳化二亚胺(L-Lysine-modulated)和艾尔2(所以4)3(122年- - - - - -126年]。在体外实验表明,戊二醛授予更高程度的细胞毒性比碳化二亚胺(123年],而添加赖氨酸碳化二亚胺交联增强机械和热强度,能够支持LESCs,浓度高和抗酶消化,尽管可能妥协透明度和生物相容性126年]。
5.2。胶原蛋白
胶原蛋白是主要的细胞外基质蛋白的角膜和被广泛研究仿生载体材料的发展。它是自然生物相容性和相对廉价的隔离127年,128年]。LESCs可以成功地种植在胶原蛋白载体,同时保持正常的表型和移植时实现多层分层在活的有机体内(127年,129年,130年]。细胞吸附和扩散可以进一步改善,通过与细胞外基质蛋白涂层支架(如层粘连蛋白、IV型胶原蛋白、纤连蛋白)或衍生品粘附肽(例如,YIGSR IKVAV, RGC) (131年- - - - - -137年]。大多数实验研究已经使用动物胶原蛋白执行(如猪胶原蛋白I型、鼠尾胶原蛋白I型,牛真皮胶原蛋白和鱼鳞)(127年,138年- - - - - -144年]。这种胶原蛋白可能传播疾病或诱发免疫反应,因此更昂贵的重组人胶原蛋白(RHC) I型和III型临床翻译[正在进一步调查145年- - - - - -151年]。尽管与使用相关的优势,胶原蛋白水凝胶天生弱由于含水量较高(152年]。提出了几种方法来改善胶原水凝胶的力学性能。
5.2.1。化学交联胶原蛋白
格里菲斯等人报道的建设生物合成的胶原蛋白支架组成的集中I型和III型RHC解决方案,交联与1-ethyl-3 (3-dimethyl aminopropyl)碳化二亚胺(EDC)和N-hydroxysuccinimide (NHS) (153年- - - - - -155年]。当LESCs培养在体外光学透明结构,复层上皮形成和覆盖在三周内表面。结构是足够健壮的手术操作提供足够的机械稳定性和弹性。III型胶原水凝胶往往是机械的优越。在活的有机体内验证和验证表明,非细胞支架保持角膜的光学清晰和促进再生细胞,神经,和泪液膜,不需要长期免疫抑制(149年]。然而,结构的力学性能明显低于人类的眼角膜和长期稳定性还需要确定。
改善结构的力学性能,格里菲斯等人从EDC / NHS调查增强膜的交联类型III RHC和PEG-diacrylate交联2-methacryloyloxyethyl磷酰胆碱(MPC) (151年,156年- - - - - -158年]。这些水凝胶显示增加机械强度和稳定性对酶消化和紫外线退化和促进角膜细胞和神经再生在光学特性与正常角膜(156年]。RHC-MPC游离移植嫁接在7眼睛,病人显示术后12个月稳定的上皮细胞和最佳矫正视力提高了1 - 2行(151年,158年]。另一种形式的胶原蛋白水凝胶,genipin-crosslinked chitosan-collagen和PEG-Carbodiimide chitosan-collagen水凝胶,也被检查重建眼表(139年,159年]。在体外实验与这些结构显示维护定期复层多层上皮(159年),而最初的动物实验显示了良好的生物相容性(139年]。使用在人类角膜再生尚未报道。
5.2.2。塑料压缩胶原蛋白
2010年,小姐等人胶原蛋白水凝胶的机械强度提高了压缩和吸墨水纸之间的结构表和尼龙网从而减少水凝胶的内容(160年]。LESCs培养构建显示平稳和同质的形态,而细胞培养在传统水凝胶分布更不均匀。后来的研究证实,可塑性压缩胶原凝胶光学透明和容易处理,提高了机械强度,和支持LESC粘附、增殖,和分层160年- - - - - -163年]。机械强度可能会进一步提高光化学交联(164年]。工具包,使生产的3 d塑料压缩文化最近成为商用(筏,利用生物系统,赫特福德郡,英国)。
5.3。纤维蛋白
纤维蛋白是生物可降解产品凝固过程中形成的。纤维蛋白膜可以通过纤维蛋白原和凝血酶结合,制作两个从人血浆。纤维素衍生物被广泛用于眼科,通常作为一个胶水或膜(165年- - - - - -168年]。
四个临床研究报道使用纤维蛋白作为衬底CLET手术(28,46,48,49]。在动物实验中,发现纤维蛋白凝胶完全降解后3天(169年]。凝胶降解后,直接移植细胞粘附到宿主角膜基质。2015年初,Holoclar(意大利基耶西)已经被有条件地批准发布在意大利作为第一个商用干细胞治疗LSCD治疗。Holoclar现有数据已经通过回顾病人的随访,和年度更新批准将被引导的结果目前的多中心,前瞻性IV期临床试验。然而,实际使用这种fibrin-based先进治疗药品(ATMP)仅限于自体干细胞移植后在单方面的情况下化学或热灼伤。值得注意的是,该技术仍然利用致命辐照小鼠3 t3-j2支线细胞和纤维母细胞牛血清在贪污的一代,这让质疑xeno-based细胞的安全产品(49]。
5.4。硅氧烷水凝胶的隐形眼镜
在最初CLET临床试验由陆et al ., 3 t3 cocultured人类上皮表安装在软性隐形眼镜,移植前载体(170年]。在随后的研究Di Girolamo et al ., LESCs直接种植在隐形眼镜(171年]。戈尔等。研究种植LESCs隐形眼镜上被涂上一层3 t3支线层(172年]。在这项研究中,在体外培养LESCs形成多层角膜上皮,而一些基底细胞保持其具备干细胞。等离子体种隐形眼镜也提升在体外LESC粘附和增殖173年]。这些LESCs LSCD兔模型的移植了复层上皮的补丁;然而,接受眼角膜只显示部分重建,可能由于短期随访(26天)。
5.5。聚己内酯)
聚己内酯)是一个高度灵活和强大的材料,已经被用于脚手架皮肤,骨骼,和MSC的应用程序。生物相容性和光学透明的聚己内酯)可能提高了电纺的表面改性,等修改后的表可以支持LESC培养(174年]。的在活的有机体内使用的材料尚未报道。
5.6。Chitosan-Gelatin
壳聚糖是一种僵硬的水晶多糖提取的甲壳素节肢动物的外骨骼。纯壳聚糖膜太僵硬,眼目的但添加明胶和交联剂可以提高材料处理(175年]。Chitosan-gelatine膜广泛被追究的再生骨,软骨和皮肤(176年- - - - - -178年]。Chitosan-gelatin膜20:80比支持的增长表示CK3/12 LESCs, CK15, ABCG2 [179年]。再一次,在活的有机体内使用这种材料还没有被报道。
5.7。蚕丝蛋白
蚕丝蛋白(SF)获得家蚕(家养蚕),可以加工成薄的透明的膜。nonimmunogenic、降解、机械强和光学透明和被用作缝合材料和骨和软骨再生(180年- - - - - -182年]。栽培的LESCs无孔隙的科幻电影产生分层corneal-like上皮(183年- - - - - -187年]。多孔膜可以混合开发的科幻和聚(乙二醇)(挂钩)和支持LESC增长183年)尽管结果不同(186年]。它可能会coculture msc在毛孔重建基质微环境(186年]。科幻小说也可以结合壳聚糖(SF-CS)和构建的支架进行了调查与一些成功188年,189年]。播种等片状眼角膜LESCs都与本地组织,过大的细胞生理形态和高水平的CK3/12表达式(189年]。此外,生物相容性的科幻和SF-CS电影一直在观察兔眼角膜长达6个月(183年,188年]。然而,膜由科幻小说来源于Antheraea pernyi(野生蚕)被证明是更容易变得不透明,显示低渗透率,比传统的更脆无孔隙的科幻电影(187年]。
5.8。人类晶状体前囊
前人类晶状体囊(HaLC)组成的致密膜胶原IV,层粘连蛋白,硫酸肝素蛋白聚糖。HaLC特点是逐渐增加厚度(±0.35µ每年m)和同步机械强度的损失每年(±1%)[190年,191年]。HaLCs LESCs已经成功培养,在体外> 95%的生存能力;细胞密度、细胞形态上类似于LESCs培养塑料(192年]。LESCs, nonxenogenic条件下培养维护oligopotency,而一些细胞定向分化为角膜上皮(193年]。这个有前途的替代支架需要进一步在活的有机体内验证。已经提出的问题,提取HaLC可能不是足够大的直径角膜治疗(192年]。
5.9。角蛋白
Reichl等人成功地编造一个透明膜从人类头发角蛋白提取194年]。LESC行为电影类似于火腿和之前没有受到等离子体处理消毒的材料195年]。不幸的是,缝合受损的高速率缝合撕下[195年]。
5.10。保利(lactide-co-glycolide)
保利(lactide-co-glycolide) (PLGA)是一个fda批准,可生物降解,noncytotoxic材料被用于产品,如可溶解的缝合线(196年]。透明实际上电纺PLGA支架很容易处理,存储,和缝合197年];然而LESCs培养这些运营商时,支架开始瓦解在体外脆弱的处理。进一步的研究表明,PLGA可以实现可预测的和慢破裂,发生了化学反应在体外和在活的有机体内(198年,199年]。解体现在明显LESC培养开始后的两周内,由六个星期完全崩溃发生在体外(199年]。
5.11。聚甲基丙烯酸酯
聚甲基丙烯酸酯用于眼科生产刚性人工眼镜和隐形眼镜。它可以制成透明可以使水凝胶的生物相容性,可以支持LESC扩散(200年,201年]。增加1的聚甲基丙烯酸酯,4-diaminobutane已被证明改善LESC粘附和增殖202年]。
5.12。Hydroxyethylmethacrylate
Hydroxyethylmethacrylate和poly-2-hydroxyethylmethacrylate已经用于生产软性隐形眼镜,在Chirila Kpro和AlphaCor(加科技有限公司、德斯普兰斯,IL) (203年,204年]。一项研究调查了hydroxyethylmethacrylate在眼部表面重建和得出结论,LESCs和成纤维细胞可以遵循,增殖hydroxyethylmethacrylate水凝胶,表面改性与I型胶原蛋白和arginine-glycine-aspartic酸配体(205年]。
5.13。聚(乙二醇)
挂钩是一种生物相容性的聚合物用于医药产品(例如,胶囊,平板电脑绑定,药膏,和缓慢释放的药物)。基于PEG-diacrylate透明水凝胶和PEG-diacrylamide一直使用在活的有机体内和显示的结果为后者PEG-diacrylate植入显示炎症、角膜浑浊,角膜溃疡。兔子PEG-diacrylamide植入物,另一方面,保持健康和有明确的眼角膜和noninflamed眼睛移植后6个月(206年,207年]。在体外实验表明,photolithographical表面涂层与胶原蛋白类型我是必要的,以允许LESC粘附和增殖208年]。PEG-diacrylate和PEG-diacrylamide水凝胶用于完整的角膜厚度再生;然而,薄凝胶用于前角膜再生尚未研究。挂钩也结合壳聚糖和蚕丝蛋白更强和更透明的生物材料209年]。
5.14。血小板可怜的等离子体
Platelet-Poor等离子体(PPP)与非常低的多的血浆thrombocytes (</L),由离心去除。可生物降解的、透明的购买力平价膜可以制造作为播种脚手架在自体和同种异体的CLET。LESC同种异体安装在自体PPP负债表LSCD兔子改善角膜透明度和导致多层CK3/12 +上皮(210年,211年]。
5.15。聚(乙烯醇)
聚(乙烯醇)是一个透明的水凝胶具有良好的机械强度。聚(乙烯醇)显示细胞亲和力低,但是当合并与胶原蛋白类型我可以支持一个完全分层角膜上皮在体外(212年),但以支持在活的有机体内上皮形成聚(乙烯醇)胶原蛋白需要援助火腿(213年]。
6。无载体移植
Nishida等人报道鬼屋方面的聚合物,即聚N-isopropylacrylamide) (PIPAAm),可以发布完整的,可移植的上皮表保留干细胞和上皮细胞(214年]。的共聚物PIPAAm-PEG目前商业化Mebiol凝胶和亲水性在温度低于20°C和疏水温度以上。实验表明,Mebiol支持LESC栽培在体外而自体CLET Mebiol恢复眼部上皮表面LSCD兔模型。Mebiol凝胶的特定属性允许容易嫁接移植。滴冷却Mebiol凝胶含有培养LESCs可以应用于眼部表面和隐形眼镜放在它保持它215年]。
此外,在体外纤维蛋白降解,生物可降解的I型胶原蛋白,离心被证明是有效的技术制造无载体上皮表。在各自的条件下培养细胞增殖和分化,并在随后的无载体细胞存活状态保存(216年- - - - - -218年]。
7所示。替代细胞群
LSCD经常表现为双边条件没有残余干细胞可用于体外文化。同种异体移植物材料从生活相关的捐助者或尸体可能被使用,但是这是增加疾病传播的风险,拒绝,肿瘤与免疫抑制相关(代理)。替代细胞群可能取代他生的材料的使用和在过去十年中许多方法已经探索了不同的成功(219年]。
7.1。口腔粘膜上皮细胞
2003年,中村等人描述培养口腔粘膜上皮移植(彗星)在兔动物模型220年]。口腔粘膜上皮细胞(OMECs)是培养一个火腿,直到达到然后移植复层上皮。构造模拟的角膜上皮移植干细胞具备干细胞维持他们在异位的网站,和OMECs获得角膜epithelial-like标记如CK3、CK19, ki - 67, p63我,cornea-specific PAX6和CK12221年- - - - - -223年]。(即彗星已经成功。,regenerating a totally epithelized, stable, and avascular corneal surface) in patients with severe total LSCD [221年,223年- - - - - -232年]。然而,移植培养表是不完全相同的在活的有机体内角膜上皮细胞,从而导致一个变量的程度在活的有机体内角质化和分层(12个细胞层)221年,228年]。小案例系列支持CLET,彗星与较高的周边角膜neovascularisation,最佳矫正视力改善,劣质和术后干眼条件的风险增加221年,228年]。
7.2。结膜上皮细胞
人结膜上皮细胞生长在火腿被用来重建眼表面在兔子LSCD [233年]。移植结膜调用表五- six-layer上皮形成,保持透明、光滑、无血管的,没有上皮缺陷(234年]。移植细胞保持表达结膜(CK4)和角膜上皮标记(CK3/12)。人结膜上皮细胞移植已应用于临床,(235年),在一项研究中结合隐形眼镜,这是移除在22天(43]。近2年移植成功之后,一个格式良好的上皮细胞与5到6层在场罕见PAS-positive细胞,并为CK3积极性,CK19, P63联接蛋白43岁和MUC5AC235年]。术后最佳矫正视力显著提高,然而CLET相比是相当温和的影响。疼痛和畏光没有得到评估。
7.3。毛囊Bulge-Derived上皮干细胞
OMECs不同,上皮干细胞来源于毛囊的隆起地区能够晚期分化成一个角膜上皮表型当移植到眼部表面(236年]。这个概念被证明在动物研究中,毛囊干细胞在培养3 t3支线层和移植到一个LSCD小鼠模型(237年]。移植能够重建眼表面80%的移植动物(237年]。
7.4。羊膜上皮细胞
人类羊膜上皮细胞具有干细胞特性,低免疫原性,生长因子,促进上皮形成的生产,和他们的控制能力分化转化成其他类型的细胞(238年- - - - - -241年]。羊膜上皮细胞可以分化为角膜上皮细胞在播种浅在兔角膜基质(LSCD模型238年- - - - - -240年,242年]。分化细胞有类似的结构、形态和生理的正常分层角膜上皮。然而,一项研究表明,复层上皮细胞没有定义的极性对表面角膜上皮细胞,细胞,或基底细胞(238年]。
7.5。人类胚胎干细胞
人类胚胎干细胞是多能细胞来自人类胚胎的内细胞团,可以成功地分化为角膜epithelial-like细胞(243年,244年]。从朱et al。在一项研究中,人类胚胎干细胞在诱导形成LESC-like细胞和被播种在非细胞猪角膜基质(245年]。种子细胞形成分层和类上皮细胞紧密排列表组成的一层基底的摘要细胞(p63a和ABCG2积极)和suprabasal细长的细胞层(CK3积极)。在兔子LSCD模型,组织工程移植物有可能重建眼表面(245年]。胚胎干细胞分化为角膜上皮细胞在直接接触角膜基质(246年]。主要缺点人类胚胎干细胞的使用是他们引起的免疫反应,和伦理争议的来源干细胞(244年,247年]。
7.6。诱导多能干细胞
诱导多能干细胞)的细胞则是一种生成的干细胞分化成体细胞的操纵。2006年,iPSC技术首次被高桥和山中,用四个特定的转录因子的成体细胞去分化成已经[248年]。Hayashi et al.described策略LESCs有别于人类细胞则来自成人角膜缘的上皮细胞或人工真皮成纤维细胞(249年]。则来自成人角膜缘的上皮细胞产生更多的角膜上皮殖民地和表现出特定的角膜上皮分化标记的表达高于则来自成纤维细胞(249年,250年]。这可能是由于维护原来的成年细胞的表观遗传特征在iPSC的形成和随后的分化(250年,251年]。iPSC技术的一个重要缺点是,并不是所有的缘的上皮细胞优先分化为角膜上皮细胞(249年]。最近,一个两步分化方法是区分人类开发的万能的同质人口p63-positive上皮细胞能够分化成角膜epithelial-like细胞(252年]。
7.7。脐带衬里上皮干细胞和沃顿商学院的果冻间充质干细胞
2011年,雷扎等人描述脐mucin-expressing绳衬里上皮干细胞作为替代细胞群在前角膜重建253年]。这些细胞nontumorigenic、高度增殖和伦理上可接受的。细胞的低免疫原性可能排除术后免疫抑制剂的使用。在活的有机体内验证在一只兔子模型显示清楚角膜表面再生与表型CK3 / CK12表达式[253年]。沃顿商学院的果冻间充质干细胞也提出了前角膜组织工程。加尔松等人证明了这些msc可以transdifferentiate在体外成角膜epithelial-like细胞,上皮细胞标记物的表达(CK3 / CK12、包裹、ZO1 Cnx43) (254年]。
7.8。间充质干细胞
2006年,马云等人首先扩大msc火腿和随后移植LSCD老鼠的构造在眼部表面255年]。虽然来源于人类的骨头msc没有分化成epithelial-like细胞,移植msc成功重建受损的角膜表面平滑、连续的上皮细胞,和无血管的和透明的角膜被观察到255年]。治疗效果可能是由于msc的抗炎和抗血管新生的属性,而不是直接上皮分化。顾等人随后成功地分化rabbit-derived骨髓msc为角膜epithelial-like细胞(256年]。在体外,分化被调制(i)与msc coculturing兔子LESCs或(ii)添加一个LESC-derived上层清液的msc (256年]。其他的方法诱导MSC分化已经被描述(257年- - - - - -259年]。在LSCD鼠模型中,角膜epithelial-like分化被细胞因子调节,由大鼠角膜基质细胞(257年]。2011年,Reinshagen等人注入丰富msc在AMT在LSCD兔子258年]。数据表明,注入msc可能维持干细胞字符或分化为上皮细胞祖细胞。最近,它已被发现,来源于msc的骨头能够分化为角膜epithelial-like细胞,在专业培养DMEM-medium [259年]。脂肪tissue-derived msc和缘的msc可以分化为角膜epithelial-like细胞暴露在(我)分泌的因素区分人类角膜上皮细胞或(ii) DMEM-medium,分别为(260年- - - - - -263年]。
7.9。人不成熟的牙髓干细胞
人类未成熟的牙髓干细胞表达MSC和胚胎干细胞标记和有能力分化成三个生发层的衍生品在体外。在LSCD兔子实验中,人类未成熟的牙髓干细胞移植能够重建眼表面的格式良好的角膜上皮表达LESC标记在基底细胞层和EC标记在suprabasal细胞层(74年,264年]。
8。结论
在过去的几年中,大的进步LESC识别和表征和眼表面重建。通过引入CLET SLET,一个安全的和成功的治疗选择LSCD引入了(22- - - - - -60,94年- - - - - -97年,119年,120年]。特别是倾向(i)标准化nonxenogenic GMP协议在支架制造和细胞培养和(2)“不碰移植手术”预计在未来提高成功率CLET试验(52,55,58,59]。SLET似乎非常有前途的(94年- - - - - -97年,119年,120年];然而,大群人包容,同种异体的移植,长期跟踪还没有被执行。进一步细化“撕裂抽样”作为一种工具来识别因素可能参与角膜新生血管形成的开发和/或维护人类被描述(265年]。这种技术可能有助于监测的炎症状态LSCD眼睛和进一步改善患者术前管理和术后的结果。然而,LESCs仍是一个障碍,描述的特定识别仍然是基于表型表达的组合模式(266年]。尽管LESC移植的成功和发展的技术,详细LESCs之间的交互和信号通路,利基细胞,和周围的细胞外基质并不完全理解。在这些领域的研究和知识将有助于理解(i)生理LESC维护,(2)在体外和在活的有机体内微环境模拟,和(3)长期LESC移植的有效性。这些知识可能会加强新药物开发的解决方案(例如,眼药水,包含LESC生长因子)刺激剩下的休眠LESCs眼病。这些替代品将是很有价值的在广泛的眼部炎症的情况下,这些病人不适合使用外科手术干预。
更好的在体外和在活的有机体内复制的利基也可能导致更有效的培养和移植LESCs和替代细胞群。调查选择播种的膜,只有火腿、纤维蛋白、氢硅氧烷隐形眼镜,胶原蛋白膜已经用于病人(22- - - - - -60,94年- - - - - -97年,119年,120年,149年,151年]。特别是,有条件批准Holoclar(意大利基耶西)是一个巨大的进步在LSCD治疗的可访问性在日常实践。此外,RHC膜似乎非常有前途的组织工程,胶原蛋白的nonxenogenic起源和MPC的解决传统胶原水凝胶的许多缺点。其他支架仍处于实验阶段,尚未在人类身上进行验证。彗星和人类结膜上皮细胞移植在选定的病人都被成功执行43,221年,223年- - - - - -232年,235年]。然而,随着细胞则在许多医学学科得到广泛的关注,相信这次自体的细胞群在LSCD治疗将起到重要的作用。
总之,它可以确定更好、更方便的治疗选择LSCD患者会出现在不久的将来。新的治疗方法将目标光学透明度、生物相容性、术中处理,物理化学的力量,和成本效益。重要关注不育、再现性和最小的诱变和细胞毒性进一步刺激的广泛介绍GMP指南。
利益冲突
作者声明没有经济利益的竞争。
确认
这项研究是由“研究Foundation-Flanders”(FWO)和EuroNanoMed2。