Кератоцит роговицы
Движение кератоцитов

Кератоциты роговицы ( фибробласты роговицы ) — это специализированные фибробласты , находящиеся в строме . Этот слой роговицы , составляющий около 85–90 % толщины роговицы, состоит из высокорегулярных коллагеновых пластинок и компонентов внеклеточного матрикса. Кератоциты играют главную роль в поддержании ее прозрачности, заживлении ран и синтезе ее компонентов. В неповрежденной роговице кератоциты остаются в состоянии покоя, вступая в действие после любого вида травмы или воспаления. Некоторые кератоциты, лежащие в основе места травмы, даже легкой, подвергаются апоптозу сразу после травмы. [1] Любой сбой в точно организованном процессе заживления может привести к помутнению роговицы, в то время как чрезмерный апоптоз кератоцитов может быть частью патологического процесса при дегенеративных заболеваниях роговицы, таких как кератоконус , и эти соображения побуждают к продолжающимся исследованиям функции этих клеток.

Происхождение и функции

Кератоциты развиваются из краниальной популяции клеток нервного гребня , откуда они мигрируют, чтобы обосноваться в мезенхиме . У некоторых видов миграция из нервного гребня происходит двумя волнами, первая из которых дает начало эндотелию роговицы , а вторая вторгается в секретируемый эпителием стромальный зачаток, лишенный клеток; у других видов обе популяции происходят из одной волны миграции. После обустройства в строме кератоциты начинают синтезировать молекулы коллагена разных типов (I, V, VI) и кератансульфат . К моменту открытия глаз после рождения пролиферация кератоцитов практически заканчивается, и большинство из них находятся в состоянии покоя. [2]

К концу развития глаза в роговице формируется взаимосвязанная сеть кератоцитов, в которой дендриты соседних клеток контактируют друг с другом. [3] Покоящиеся кератоциты синтезируют так называемые кристаллины , известные прежде всего своей ролью в хрусталике . Считается, что роговичные кристаллины, как и хрусталиковые, помогают поддерживать прозрачность и оптимальную рефракцию. [4] Они также являются частью антиоксидантной защиты роговицы. [5] Кристаллины, экспрессируемые человеческими кератоцитами, — это ALDH1A1 , ALDH3A1 , [6] ALDH2 и TKT. Для разных видов характерны различные наборы кристаллинов. [7] Считается, что кератансульфат, вырабатываемый кератоцитами, помогает поддерживать оптимальную гидратацию роговицы; [8] генетическое нарушение его синтеза приводит к макулярной дистрофии роговицы . [9]

Согласно одному исследованию, средняя плотность кератоцитов в строме человека составляет около 20500 клеток на мм3 , или 9600 в столбце 1 мм2 в сечении. Самая высокая плотность наблюдается в верхних 10% стромы. Количество кератоцитов снижается с возрастом, со скоростью примерно 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, когда на них воздействуют те же молекулы, становятся активными, размножаются и начинают синтезировать матриксные металлопротеиназы , которые вызывают ремоделирование тканей. Эти активированные клетки обозначаются в разных источниках как «активные кератоциты» или «фибробласты» или, как говорят, принимают «фенотип восстановления». После более тяжелых повреждений или на поздних стадиях процесса заживления некоторое количество кератоцитов трансформируется в миофибробласты, активно секретирующие компоненты ECM ; считается, что эта трансформация вызвана TGF-бета . Как только базальная мембрана эпителия роговицы восстанавливается, приток TGF-бета в строму резко снижается и миофибробласты исчезают, после чего оставшиеся активированные кератоциты продолжают некоторое время перестраивать внеклеточный матрикс, секретируя IL1-альфа для поддержания своего «репарационного фенотипа» [1] .

Апоптоз кератоцитов, как в состоянии покоя, так и в активном состоянии, является процессом, который привлекает особое внимание. В здоровой роговице запрограммированная гибель клеток встречается редко, но сразу после травмы самого верхнего слоя кератоциты непосредственно под местом травмы совершают апоптоз. [11] Одна из гипотез объясняет такую ​​быструю реакцию необходимостью остановить возможное распространение инфекции в роговицу, поскольку из-за ограничений иммунной системы глаза иммунным клеткам требуется до нескольких часов , чтобы прибыть к месту травмы. [12] При нормальном ходе событий недостаток кератоцитов постепенно восполняется митозом соседних клеток. [2] Апоптоз наблюдается после операций на глазах, включая кератотомию и лазерную хирургию , [13] и может играть роль в развитии послеоперационных осложнений.

Клиническое значение

Иммунореактивность алкогольдегидрогеназы в здоровой роговице (вверху), при дистрофии Фукса и кератоконусной роговице. Диаминобензидин окрашивает кератоциты в поперечном сечении роговицы. Из Mootha et al., 2009. [14]

Кератоциты могут играть роль в различных заболеваниях роговицы. Согласно сравнительным исследованиям, их функции резко отклоняются от нормы при кератоконусе , наиболее частой форме дистрофии роговицы . Было показано, что в кератоконусных роговицах они совершают апоптоз вдали от любого эпителиального повреждения; существует гипотеза, которая представляет чрезмерный апоптоз кератоцитов как основное патологическое событие при кератоконусе. [15] Согласно одному исследованию, кератоциты пациента имеют сниженные уровни одной из подформ алкогольдегидрогеназы , [14] они секретируют значительно меньше супероксиддисмутазы 3 , согласно другому. [16]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ ab Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW (сентябрь 2007 г.). «Апоптоз в инициации, модуляции и завершении реакции заживления ран роговицы». Exp. Eye Res. 85 (3): 305–11. doi :10.1016/j.exer.2007.06.009. PMC  2039895 . PMID  17655845.
  2. ^ ab West-Mays JA, Dwivedi DJ (2006). «Кератоцит: стромальная клетка роговицы с вариабельными фенотипами восстановления». Int. J. Biochem. Cell Biol. 38 (10): 1625–31. doi :10.1016/j.biocel.2006.03.010. PMC 2505273 . PMID  16675284.  
  3. ^ Müller LJ, Pels L, Vrensen GF (декабрь 1995 г.). «Новые аспекты ультраструктурной организации кератоцитов роговицы человека». Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 36 (13): 2557–67. PMID  7499078. Архивировано из оригинала 2013-01-12 . Получено 2009-06-13 .
  4. ^ Jester JV (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности». Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 82–93. doi :10.1016/j.semcdb.2007.09.015. PMC 2275913 . PMID  17997336.  
  5. ^ Lassen N, Black WJ, Estey T, Vasiliou V (апрель 2008 г.). «Роль кристаллинов роговицы в механизмах клеточной защиты от окислительного стресса». Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 100–12. doi :10.1016/j.semcdb.2007.10.004. PMID  18077195.
  6. ^ Lassen N, Pappa A, Black WJ, Jester JV, Day BJ, Min E, Vasiliou V (ноябрь 2006 г.). «Антиоксидантная функция роговичного ALDH3A1 в культивируемых стромальных фибробластах». Free Radic. Biol. Med. 41 (9): 1459–69. doi :10.1016/j.freeradbiomed.2006.08.009. PMID  17023273.
  7. ^ Jester JV (апрель 2008 г.). «Кристаллины роговицы и развитие клеточной прозрачности». Semin. Cell Dev. Biol . 19 (2): 82–93. doi :10.1016/j.semcdb.2007.09.015. PMC 2275913 . PMID  17997336. 
  8. ^ Funderburgh JL (октябрь 2000 г.). «Кератансульфат: структура, биосинтез и функция». Glycobiology . 10 (10): 951–8. doi : 10.1093/glycob/10.10.951 . PMID  11030741.
  9. ^ МАКУЛЯРНАЯ ДИСТРОФИЯ, РОГОВИЦА, 1; MCDC1 — ОМИМ .
  10. ^ Patel S, McLaren J, Hodge D, Bourne W (февраль 2001 г.). «Нормальная плотность кератоцитов человека и измерение толщины роговицы с помощью конфокальной микроскопии in vivo». Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 42 (2): 333–9. PMID  11157863. Архивировано из оригинала 2013-01-13 . Получено 2009-06-14 .
  11. ^ Wilson SE, He YG, Weng J, Li Q, McDowall AW, Vital M, Chwang EL (апрель 1996 г.). «Эпителиальное повреждение вызывает апоптоз кератоцитов: предполагаемая роль системы интерлейкина-1 в модуляции организации роговичной ткани и заживлении ран». Exp. Eye Res. 62 (4): 325–7. doi :10.1006/exer.1996.0038. PMID  8795451.
  12. ^ Wilson SE, Pedroza L, Beuerman R, Hill JM (май 1997). «Инфекция вирусом простого герпеса типа 1 эпителиальных клеток роговицы вызывает апоптоз лежащих в основе кератоцитов». Exp. Eye Res. 64 (5): 775–9. doi :10.1006/exer.1996.0266. PMID  9245908.
  13. ^ Erie JC, McLaren JW, Hodge DO, Bourne WM (2005). «Длительный дефицит роговичного кератоконуса после фоторефракционной кератэктомии и лазерного кератомилеза in situ» (PDF) . Trans Am Ophthalmol Soc . 103 : 56–66, обсуждение 67–8. PMC 1447559 . PMID  17057788. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-10-12 . Получено 2009-06-14 . 
  14. ^ ab Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J, Dimitrijevich S (2009). «Значительное снижение алкогольдегидрогеназы в фибробластах роговицы при кератоконусе». Mol. Vis. 15 : 706–12. PMC 2666775 . PMID  19365573.  
  15. ^ Kim WJ, Rabinowitz YS, Meisler DM, Wilson SE (ноябрь 1999 г.). «Апоптоз кератоцитов, связанный с кератоконусом». Exp. Eye Res. 69 (5): 475–81. CiteSeerX 10.1.1.610.7418 . doi :10.1006/exer.1999.0719. PMID  10548467.  
  16. ^ Olofsson EM, Marklund SL, Pedrosa-Domellöf F, Behndig A (2007). «Интерлейкин-1альфа подавляет внеклеточную супероксиддисмутазу в стромальных клетках роговицы человека при кератоконусе». Mol. Vis. 13 : 1285–90. PMID  17679946.
  • Найджел Брукс — исследователь
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Corneal_keratocyte&oldid=1021976595"