Rohovkový keratocyt - Corneal keratocyte

Pohyb keratocytů

Rohovkové keratocyty (fibroblasty rohovky) jsou specializované fibroblasty bydlící v stroma. Tento rohovka vrstva, představující přibližně 85-90% tloušťky rohovky, je vytvořena z vysoce pravidelných kolagenních lamel a složek extracelulární matrice. Keratocyty hrají hlavní roli v udržování průhlednosti, hojení ran a syntézy jeho složek. V nerušené rohovce zůstávají keratocyty spící a začnou působit po jakémkoli poranění nebo zánětu. Některé keratocyty pod místem poranění, dokonce i lehké, podstoupí apoptóza bezprostředně po poranění.[1] Jakákoli závada v přesně zorganizovaném procesu hojení může zakalit rohovku, zatímco nadměrná apoptóza keratocytů může být součástí patologického procesu při degenerativních poruchách rohovky, jako je keratokonus a tyto úvahy podněcují probíhající výzkum funkce těchto buněk.

Původ a funkce

Keratocyty jsou vývojově odvozeny z lebeční populace neurální lišta buňky, odkud migrují, aby se usadily v mezenchymu. U některých druhů migrace z nervového hřebenu probíhá ve dvou vlnách, přičemž první z nich porodila endotel rohovky a druhý napadající stromální anlage vylučovaný epitelem bez buněk; u jiných druhů pocházejí obě populace z jedné migrační vlny. Jakmile se keratocyty usadí ve stromatu, začnou syntetizovat molekuly kolagenu různých typů (I, V, VI) a keratan sulfát. V okamžiku otevření očí po narození je množení keratocytů téměř dokončeno a většina z nich je v klidovém stavu.[2]

Na konci vývoje oka se v rohovce vytvoří propojená síť keratocytů s dendrity sousedních buněk, které se navzájem kontaktují.[3] Klidové keratocyty syntetizují tzv krystaliny, známé především svou rolí v EU objektiv. Předpokládá se, že krystaliny rohovky, stejně jako čočky, pomáhají udržovat průhlednost a optimální lom světla.[4] Jsou také součástí antioxidační obrany rohovky.[5] Krystalliny exprimované lidskými keratocyty jsou ALDH1A1, ALDH3A1,[6] ALDH2 a TKT. Pro různé druhy jsou typické různé sady krystalinů.[7] Předpokládá se, že sulfát keratanu produkovaný keratocyty pomáhá udržovat optimální hydrataci rohovky;[8] genetické narušení jeho syntézy vede k makulární rohovková dystrofie.[9]

Podle jedné studie je průměrná hustota keratocytů v lidském stromatu asi 20 500 buněk na mm3nebo 9600 ve sloupci 1 mm2 v sekci. Nejvyšší hustota je pozorována v horních 10% stromatu. Počet keratocytů s věkem klesá, tempem přibližně 0,45% ročně.[10]

Po poranění rohovky procházejí některé keratocyty apoptózou vyvolanou signálními molekulami vylučovanými horními vrstvami, jako je IL1 alfa a TNF-alfa. Ostatní sousední keratocyty, když na ně působí stejné molekuly, se stanou aktivními, množí se a začnou syntetizovat matricové metaloproteinázy které způsobují remodelaci tkání. Tyto aktivované buňky jsou označovány v různých zdrojích buď jako „aktivní keratocyty" nebo „fibroblasty", nebo se předpokládá, že předpokládají „opravný fenotyp". Po těžších úrazech nebo v pokročilých stádiích hojení se řada keratocytů transformuje na myofibroblasty aktivně vylučovat ECM komponenty; tato transformace je považována za způsobenou TGF-beta. Jakmile bazální membrána z epitel rohovky je obnovena, TGF beta přítok do stromatu drasticky klesá a myofibroblasty mizí, poté zbývající aktivované keratocyty nějakou dobu pokračují v přetváření extracelulární matrice, vylučují IL1-alfa za účelem zachování „opravného fenotypu“.[1]

Apoptóza keratocytů, ať už v klidovém nebo aktivním stavu, je proces, který přitahuje zvláštní pozornost. Zdravě rohovka naprogramovaný buňka smrt je vzácná příležitost, ale bezprostředně po zranění do nejvyšší vrstvy keratocytů přímo pod místem poranění dochází k apoptóze.[11] Jeden hypotéza vysvětluje tak rychlou reakci nutností zastavit možné infekce šíření do rohovky, protože z důvodu omezení oční imunitní systém the imunitní buňky trvat až několik hodin dorazit na místo úrazu.[12] Za normálních okolností je nedostatek keratocytů postupně doplňován mitóza sousedních buněk.[2] Apoptóza je pozorována po očních operacích, včetně keratotomie a laserová operace,[13] a může hrát roli ve vývoji pooperačních komplikací.

Klinický význam

Alkohol dehydrogenáza imunoreaktivita ve zdravé rohovce (nahoře), v Fuchsova dystrofie a keratokonický rohovka. Diaminobenzidin barví keratocyty v průřezu rohovkou. Z Mootha et al., 2009.[14]

Keratocyty mohou hrát roli při různých poruchách rohovky. Podle srovnávacího výzkumu se jejich funkce drasticky liší od normy v keratokonus, nejčastější forma dystrofie rohovky. U keratokonických rohovek bylo prokázáno, že se dopouštějí apoptózy daleko od jakéhokoli poranění epitelu; existuje hypotéza, která představuje nadměrnou apoptózu keratocytů jako hlavní patologickou událost u keratokonusu.[15] Podle jedné studie mají pacientovy keratocyty snížené hladiny jedna z podformulí alkohol dehydrogenázy,[14] vylučují podstatně méně superoxid dismutáza 3, podle jiného.[16]

Viz také

Reference

  1. ^ A b Wilson SE, Chaurasia SS, Medeiros FW (září 2007). „Apoptóza při zahájení, modulaci a ukončení reakce hojení rohovky“. Exp. Eye Res. 85 (3): 305–11. doi:10.1016 / j.exer.2007.06.009. PMC  2039895. PMID  17655845.
  2. ^ A b West-Mays JA, Dwivedi DJ (2006). „Keratocyte: stromální buňka rohovky s variabilními opravnými fenotypy“. 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 (prosinec 1995). „Nové aspekty ultrastrukturální organizace lidských rohovkových keratocytů“. Investovat. Oftalmol. Vis. Sci. 36 (13): 2557–67. PMID  7499078. Archivovány od originál dne 12.01.2013. Citováno 2009-06-13.
  4. ^ Jester JV (duben 2008). „Rohovkové krystaliny a vývoj buněčné průhlednosti“. 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 (duben 2008). "Role krystalů rohovky v buněčných obranných mechanismech proti oxidačnímu stresu". 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 (listopad 2006). "Antioxidační funkce rohovky ALDH3A1 v kultivovaných stromálních fibroblastech". Volný radikál. Biol. Med. 41 (9): 1459–69. doi:10.1016 / j.freeradbiomed.2006.08.009. PMID  17023273.
  7. ^ Jester JV (duben 2008). „Rohovkové krystaliny a vývoj buněčné průhlednosti“. Semin. Cell Dev. Biol. 19 (2): 82–93. doi:10.1016 / j.semcdb.2007.09.015. PMC  2275913. PMID  17997336.
  8. ^ Funderburgh JL (říjen 2000). "Keratan sulfát: struktura, biosyntéza a funkce". Glykobiologie. 10 (10): 951–8. doi:10.1093 / glycob / 10.10.951. PMID  11030741.
  9. ^ MAKULÁRNÍ DYSTROFIE, KORNEÁLNÍ, 1; MCDC1 - OMIM.
  10. ^ Patel S, McLaren J, Hodge D, Bourne W (únor 2001). „Normální měření hustoty lidských keratocytů a tloušťky rohovky pomocí konfokální mikroskopie in vivo“. Investovat. Oftalmol. Vis. Sci. 42 (2): 333–9. PMID  11157863. Archivovány od originál dne 2013-01-13. Citováno 2009-06-14.
  11. ^ Wilson SE, He YG, Weng J, Li Q, McDowall AW, Vital M, Chwang EL (duben 1996). „Poranění epitelu indukuje apoptózu keratocytů: předpokládaná role systému interleukin-1 při modulaci organizace tkáně rohovky a hojení ran“. Exp. Eye Res. 62 (4): 325–7. doi:10.1006 / exer.1996.0038. PMID  8795451.
  12. ^ Wilson SE, Pedroza L, Beuerman R, Hill JM (květen 1997). „Infekce rohovkovými epiteliálními buňkami virem Herpes simplex typu 1 indukuje apoptózu podkladových keratocytů“. 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). „Dlouhodobé deficity rohovky keratoctye po fotorefrakční keratektomii a laseru in situ keratomileusis“ (PDF). Trans Am Ophthalmol Soc. 103: 56–66, diskuse 67–8. PMC  1447559. PMID  17057788. Archivovány od originál (PDF) dne 12.10.2008. Citováno 2009-06-14.
  14. ^ A b Mootha VV, Kanoff JM, Shankardas J, Dimitrijevich S (2009). „Výrazná redukce alkohol dehydrogenázy ve fibroblastech rohovky rohovky“. Mol. Vis. 15: 706–12. PMC  2666775. PMID  19365573.
  15. ^ Kim WJ, Rabinowitz YS, Meisler DM, Wilson SE (listopad 1999). "Apoptóza keratocytů spojená s keratokonem". 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). „Interleukin-1alfa reguluje extracelulární superoxiddismutázu v lidských stromálních buňkách rohovky keratokonusu“. Mol. Vis. 13: 1285–90. PMID  17679946.

externí odkazy