第二节　角膜上皮细胞的生理功能

一、角膜上皮细胞增殖与分化功能及功能障碍

角膜上皮细胞具有增殖、分化、移行、黏附和连接功能。角膜上皮细胞损伤后，开始以约0.75mm/min的速度向缺损部位移动来闭合伤口，同时远离伤口的基底细胞开始进行分裂，这是角膜上皮细胞的增殖功能 ^［5］。另外，角膜上皮细胞的移行功能在受损后被激发，并可持续15小时。前沿细胞将皱褶的伪足向前伸展，当缺损封闭时，接触抑制信息终止细胞的移动以及细胞构型的改变，迁移的上皮细胞重新获得基底细胞的立方体形态。

如果上皮细胞基底膜保持完整，重新覆盖的上皮细胞可紧密地黏附在基底膜表面，并通过基底膜与前弹力层连接，即为角膜上皮黏附功能 ^［6］。值得注意的是，在基底膜受损伤的情况下，角膜上皮细胞的连接功能显得尤为重要，由短的不连续的基底膜片段、半桥粒及支持纤维组成的新基底膜复合体在伤后5~7天开始重新形成。其后各层细胞之间以及同一层细胞之间也会建立牢固的连接，形成完整的角膜上皮细胞屏障 ^［7］。

由此可见，角膜上皮伤口的修复过程是一个连续、相互交叉的过程。创伤早期，角膜伤口周围浅表上皮细胞坏死脱落，基底细胞丧失柱状形态，伤口周边上皮进行性变薄。扁平的上皮细胞伸出伪足向伤口表面移行。当伤口靠近角膜缘时，上皮细胞增殖活跃，上皮生长较快。若伤口远离角膜缘或位于瞳孔中央时，伤口处上皮细胞的补充则由角膜缘正常增殖的上皮细胞向心性移行补充 ^［8］（图1-2-1）。

二、角膜上皮细胞黏附与连接功能及功能障碍

角膜上皮完全修复并不是单纯的上皮细胞再生填充，而是上皮细胞再生、移行、黏附和连接共同完成。如果基底膜受到破坏，胶原酶产生增加，角膜正常代谢产生的新的完整的上皮细胞将无法黏附于基底膜上，细胞之间的紧密连接功能也无法恢复。此时的上皮修复将延迟，甚至迁延不愈导致溃疡等。因此，角膜上皮完整修复需要具备上皮细胞再生、移行及黏附和连接三个条件。上皮细胞移行是上皮缺损重建的第一步。

角膜上皮创伤引起创伤处附近的残余上皮细胞向缺损区域移行。细胞-细胞和细胞-基质的相互作用、玻璃酸的上调以及新表达的蛋白水解酶对细胞外基质调控的动态改变，在两种上皮细胞移行过程中都发挥了重要作用 ^［9］（图1-2-2）。

角膜上皮愈合是一个复杂的过程，涉及多种细胞和分子的相互作用。其中，纤连蛋白-整合素系统在角膜上皮创伤愈合中起到重要作用。在上皮损伤愈合的第一阶段，纤连蛋白提供暂时的基质，这会迅速出现在上皮或基质损伤后新暴露的角膜表面，上皮细胞通过整合素依赖的方式附着并分布于纤连蛋白基质。透明质酸与纤连蛋白一样，在伤口愈合中起着重要作用。尤其在角膜创伤后期，外源性透明质酸也具有促进角膜上皮愈合的功能。此外，细胞运动不仅依赖于细胞与细胞外基质之间的相互作用，也依赖于具有抑制细胞与细胞外基质相互运动的基质水解蛋白的作用。因此，蛋白酶能通过降解纤连蛋白，从而促进角膜上皮细胞移行而达到促进角膜上皮愈合的作用。

图1-2-1　角膜上皮细胞增殖移行示意图

A.增殖移行；B.开锁；C.滑动、锚定。

图1-2-2　角膜上皮细胞黏附示意图

A.正常角膜上皮细胞黏附；B.角膜上皮细胞黏附障碍。

最新的研究同时也证明，多种细胞因子和生长因子在调节角膜上皮细胞移行、修复的过程中起到重要作用。例如，表皮生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子和白细胞介素等因子可以促进细胞增殖和细胞分化，以及纤连蛋白黏附等过程，最终达到促进角膜上皮修复的作用 ^［10］。

除此之外，因为眼睛的大部分折射能力发生在空气和泪液膜的交界处，角膜上皮细胞在视觉中扮演着核心角色。在角膜表面的扁平鳞状细胞层中，紧密连接起到表面屏障作用，有助于维持角膜的脱水状态，同时阻止病原体进入角膜基质 ^［11］。

要点总结

1.角膜上皮伤口的修复过程是一个连续、相互交叉的过程。

2.角膜上皮完整修复需要具备上皮细胞再生、移行及黏附和连接三个条件。