人角膜缘干细胞保存和结膜杯状细胞诱导分化的初步研究

摘要

本研究分为二部分：
　　 第一部分：结膜杯状细胞的诱导分化
　　 目的：
　　 体外分离培养人结膜杯状细胞，观察其形态结构并对其性质进行鉴定；观察正常人角膜缘组织与结膜上皮组织在羊膜上培养的区别；探讨γ-分泌酶抑制剂对体外培养的人结膜杯状细胞增殖及特异性基因表达的影响；观察羊膜为载体的重组结膜上皮与正常结膜上皮的区别。
　　 方法：
　　 一、人结膜上皮细胞的体外培养及鉴定
　　 1．人结膜上皮细胞的体外培养
　　 取眼库提供的正常人眼结膜组织，离体后6小时内采用组织块法培养原代人结膜上皮细胞。
　　 2．体外培养的人结膜杯状细胞的鉴定
　　 采用阿利新蓝／过碘酸-希夫试剂染色（AB-PAS染色）培养的结膜上皮细胞：采用细胞免疫化学染色检测悬浮细胞中Muc5Ac的表达：采用细胞免疫荧光染色检测CK7的表达，鉴定分化的杯状细胞。
　　 二、正常人角膜缘组织与结膜上皮组织在羊膜上培养的区别
　　 取眼库提供的保存于角膜中期保存液的正常人角膜缘组织，用消化培养法培养于羊膜载体上；取眼库提供的正常人眼结膜组织，用组织块法培养于羊膜载体上；采用PAS染色观察比较二者的差别。
　　 三、γ-分泌酶抑制剂诱导人结膜杯状细胞分化及其相关检测
　　 1．结膜杯状细胞的诱导分化
　　 原代培养的结膜上皮细胞汇合度达到30～40％时，分别加入含1OOnM、200nM、400nMγ-分泌酶抑制剂的培养液，处理72h，观察细胞形态变化。
　　 2．诱导分化的结膜杯状细胞的性质检测
　　 原代培养的人结膜E皮细胞处理72h后，采用AB-PAS双染法染色，以比较相同时间、不同浓度γ-分泌酶抑制剂处理后杯状细胞密度的差异；分别提取相同时间、不同浓度γ-分泌酶抑制剂处理后人结膜上皮细胞的总RNA，反转成cDNA后行实时荧光定量PCR(RT-Q-PCR)检测，观察CK7的mRNA表达肇在相同时间、不同浓度处理组结膜上皮细胞中的变化；提取阴性对照及200nMγ-分泌酶抑制剂处理72h后的人结膜上皮细胞的总蛋白，行Western-Blot检测CK7蛋白在人结膜上皮细胞中的表达情况。
　　 3．统计学分析：对上述结果采用方差分析(Analysisi of Variance，ANOVA)检验进行统计学分析，比较不同浓度γ-分泌酶抑制剂处理组与阴性对照组的差异性，以P　　 四、羊膜为载体构建重组结膜上皮与正常结膜上皮的比较
　　 取眼库提供的正常人眼结膜组织，用组织块法培养于羊膜载体上，行PAS染色；对正常结膜上皮采用石蜡切片PAS染色，观察并比较二者的差别。
　　 结果：
　　 一、培养的人结膜上皮细胞及鉴定
　　 1．组织块培养法培养正常人结膜上皮细胞，次日补液后，12小时内可见细胞从组织块周围迁出，细胞贴壁生长，15天左右可长满培养皿，倒置显微镜下观察，可见较多悬浮状态的杯状细胞。
　　 2．体外培养的人结膜杯状细胞的鉴定
　　 (1) AB-PAS染色结果显示：胞浆呈蓝色及红色颗粒者为杯状细胞，可以初步鉴定体外培养的人结膜上皮细胞中含有杯状细胞。
　　 (2)细胞免疫化学结果显示：原代培养的人结膜上皮细胞中的悬浮细胞，以小鼠单克隆Muc5Ac抗体进行染色，呈阳性反应者为杯状细胞。证明体外培养的人结膜上皮细胞中的悬浮细胞中含有杯状细胞。
　　 (3)细胞免疫荧光结果显示：原代培养的人结膜上皮细胞，以小鼠单克隆CK7抗体进行染色，呈阳性反应者为杯状细胞。可以证明体外培养的人结膜上皮细胞中含有杯状细胞。
　　 二、正常人角膜缘组织与结膜上皮组织在羊膜上培养的区别
　　 PAS染色结果显示：培养于羊膜上的角膜缘上皮细胞及结膜上皮细胞中均含有染色阳性的杯状细胞；角膜缘上皮细胞中的杯状细胞较结膜上皮细胞中密度低，且分化程度低。
　　 三、体外培养的人结膜杯状细胞经γ-分泌酶抑制剂诱导分化及相关检测
　　 1．倒置显微镜下观察：加入γ-分泌酶抑制剂组杯状细胞密度较阴性对照组增高，其中200nM组增高最明显。
　　 2．AB-PAS染色结果显示：加入γ-分泌酶抑制剂处理72h后的人结膜上皮细胞中的杯状细胞密度较阴性对照组高；其中200nM组中杯状细胞密度最高。
　　 3．RT-Q-PCR结果显示：1OOnMγ-分泌酶抑制剂处理组与阴性对照组间CK7mRNA的表达量差异具有显著性。
　　 4．Western-blot结果显示：结果显示CK7蛋白的表达量在200nM组较阴性对照组显著升高。
　　 四、羊膜为载体构建重组结膜上皮与正常结膜上皮的比较
　　 PAS染色结果显示：羊膜为载体构建的重组结膜上皮细胞中杯状细胞的密度较正常结膜上皮中杯状细胞的密度低；后者PAS染色显示杯状细胞嵌入结膜上皮层中，前者PAS染色显示杯状细胞位于羊膜表层，易脱落。
　　 结论：
　　 1．人结膜杯状细胞可以在体外进行培养扩增，并具有分泌粘蛋白的能力。
　　 2．角膜缘组织培养过程中会有少量的杯状细胞，但与正常的结膜相比，密度偏低，且分化程度较低。
　　 3．γ-分泌酶抑制剂可以诱导结膜上皮细胞分化为杯状细胞，并能促进杯状细胞粘蛋白和特异性标志基因的表达。
　　 4．羊膜为载体构建的重组结膜上皮膜片中，存在着杯状细胞密度低、位置与正常结膜上皮不同的问题，因此需要寻找新的载体或诱导分化方法构建重组结膜上皮。
　　 第二部分：角膜缘干细胞保存的初步研究
　　 目的：
　　 将新鲜角膜环置于角膜中期保存液保存不同时间，通过检测细胞总量、细胞活性、干细胞相关标志物、细胞增殖及分化的能力，分析角膜中期保存液对角膜缘干细胞的影响。
　　 方法：1．角膜环的预处理
　　 取回眼库提供的新鲜角膜环共6个，显微镜F撕除角膜内皮及虹膜组织，每个平均分为3份，分别置于角膜中期保存液中1d、4d、7d。采用消化培养法将角膜缘上皮消化为单细胞悬液。
　　 2．不同保存时间的角膜缘上皮通过细胞计数仪检测细胞总量，计算平均细胞总量；及活细胞比例。将细胞接种于3T3饲养层上，培养观察及姬姆萨染色，计算细胞克隆形成能力。采用流式细胞技术对其中的F细胞进行检测；采用细胞免疫荧光技术，检测相关干细胞标志物的表达。将细胞接种于羊膜上，通过组织病理学HE染色检测细胞的复层形成能力。
　　 结果：
　　 1．细胞总量检测
　　 随着角膜缘干细胞在中期保存液中保存时间的延长，细胞总量减少。1d、4d、7d保存组的平均细胞总量分别为：100％、42.45％、0。
　　 2．细胞活性检测
　　 随着角膜缘干细胞在中期保存液中保存时间的延长，细胞活性降低。1d、4d、7d保存组的平均细胞活性分别为：82％、64％、0。
　　 3．克隆形成能力
　　 随着角膜缘干细胞在中期保存液中保存时间的延长，细胞克隆形成能力降低、CFE降低。
　　 4．干细胞标志检测
　　 随着角膜缘干细胞在中期保存液中保存时间的延长，角膜缘干细胞标志物P63、ABCG2、CK3表达降低。1d保存组P63、ABCG2、CK3阳性表达，4d保存组P63、ABCG2、CK3表达量明显降低。
　　 5．组织病理学检测
　　 随着角膜缘干细胞在中期保存液中保存时间的延长，细胞复层形成能力降低。1d保存组可见羊膜表面覆盖有2～3层的复层上皮细胞；4d保存组羊膜载体表面光滑，无细胞贴附及生长。
　　 结论：
　　 1．应用角膜中期保存液保存角膜缘组织短期内可以维持其中角膜缘干细胞的活性及功能，但足随着保存时间的延长，角膜缘干细胞的活性和功能均有不同程度的下降。
　　 2．角膜缘干细胞的功能与其标志物表达之间无直接关系：病理检测P63的表达，不代表干细胞具有克隆形成或在羊膜上形成单层的能力。

目录

导师简介

第一部分 结膜杯状细胞的诱导分化

主要符号表

第二部分 角膜缘干细胞保存的初步研究

主要符号表

第一部分 结膜杯状细胞的诱导分化

引言

材料和方法

一、实验材料

二、实验方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

第二部分 角膜缘千细胞保存的初步研究

引言

材料和方法

一、实验材料

二、实验方法

结果

讨论

结论

参考文献

附图

综述:结膜上皮细胞研究进展

攻读学位期间的研究成果

致谢