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编号:10247852
视网膜色素上皮细胞对结膜囊成纤维细胞的影响
http://www.100md.com 《现代康复》 2000年第5期
     作者:胡丹 惠延年 PhilipP.Chen

    单位:胡丹 惠延年(解放军第四军医大学西京医院,陕西西安710032);PhilipP.Chen(美国华盛顿大学医学院,西雅图98195)

    关键词:视网膜色素上皮细胞调理液;人结膜囊成纤维细胞;细胞增殖;胶原合成

    现代康复000536

    摘要 目的:观察人视网膜色素上皮(RPE)细胞调理液(RPE-CM)对人结膜囊成纤维细胞增殖及胶原合成的影响。方法:用MTT比色法、3H-脯氨酸掺入法和原位杂交法观察RPE-CM对体外培养的成纤维细胞生长及胶原合成活性的作用。结果:RPE细胞培养调理液可使成纤维细胞的OD值明显增高(P<0.01),还可使成纤维细胞3H-脯氨酸掺入的CPM值明显高于对照组(P< 0.01)。处理组成纤维细胞中Ⅰ型前胶原mRNA原位杂交信号明显增强。结论:RPE-CM可刺激成纤维细胞生长及胶原合成,此作用与RPE细胞的去分化程度有关。
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    中图分类号 R774.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5496(2000)05-0714-02

    Effects of the retinal pigment epithelial cell- conditioned medium on proliferation and collagen synthesis of human Tenon's capsule fibroblasts

    HU Dan

    (Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xian 710032,China)

    HUI Yan-nian

    (Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xian 710032,China)
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    Philip P.Chen.

    (Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xian 710032,China)

    Abstract Objective: To investigate the effects of the retinal pigment epithelial(RPE) cell- conditioned medium(RPE- CM) on the proliferation and collagen synthesis in human Tenon's capsule fibroblast. Methods: The cultured human Tenon's fibroblasts were exposed to RPE- CM, cell growth were measured by MTT assay and 3H- proline incorporation was performed to determin the collagen production, the type Ⅰ procollagen mRNA expressions were observed by in situ hybirdization. Results: When fibroblasts were cultured with RPE- CM, the OD and CPM values in MTT assay and 3H- proline incorporation were elevated. 24 hours after cultured with Ⅰ ° RPE- CM the type Ⅰ procollagen mRNA level were significantly enhanced in comparison with control. Conclusion: RPE- CM can stimulate the proliferation and collagen synthsis of fibroblasts. Futhermore, this function is related to the degree of the RPE dedifferation.
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    Key words retinal pigment epithelial cell-conditioned medium;human tenon's capsule fibroblast;cell proliferation;collagen synthesis

    在眼外伤的修复过程中,增殖性玻璃体视网膜病变(PVR)是极为严重的后果之一。视网膜色素上皮细胞(RPE)及成纤维细胞在此过程中都起着重要的作用。视网膜色素上皮细胞被证实在活化后可表型改变,增殖并具有自分泌功能,可对其他细胞进行调节、趋化、促增殖等作用[1,2],成纤维细胞则是合成细胞外基质最主要的细胞之一。在外伤性PVR中,成纤维细胞主要来源于修复伤口的结膜囊或巩膜表层的纤维细胞,其大量存在于PVR的增殖期及组织重建期[3,4]。因此,了解RPE细胞对成纤维细胞的影响,对更进一步地了解外伤性PVR的发生、发展过程并在临床上寻求更多的治疗途径,对伤眼视功能的康复都有一定的意义。本实验将体外培养的人RPE细胞上清即RPE细胞调理液(RPE cell-conditioned medium,RPE-CM)加入结膜囊成纤维细胞的培养液中,观察成纤维细胞增殖及胶原合成的变化。
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    1 资料与方法

    1.1 材料 细胞及组织:人视网膜色素上皮细胞由第四军医大学西京医院眼科刘兵博士提供。人结膜囊组织取自第四军医大学西京医院眼科白内障手术患者。

    试剂及仪器:四氮唑盐(MTT)、DMEM培养液为美国Sigma公司产品,小牛血清、胰蛋白酶/EDTA为美国Gibco公司产品,3H-脯氨酸为中国原子能研究所产品,Proα(I)cDNA探针由中国预防医学科学院劳卫所购得,DLG-DNA标记试剂盒为德国宝灵曼公司产品。LeicaQ570C彩色图像分析仪为德国Leica公司产品。

    1.2 方法

    1.2.1RPE-CM的获取培养第1代及第5代的RPE细胞接种附壁后,弃去原培养液,DMEM洗涤3次,加入不含血清的DMEM,37℃5%CO2培养箱中培养24h及72h后,收集上清液,1500rpm离心10min,提取上清,冻存于-20℃冰箱中直至使用。
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    1.2.2人结膜囊成纤维细胞的培养将获得的结膜囊组织,经洗涤,消化后,用含10%小牛血清的DMEM于37℃5%CO2培养箱中培养,选择第3~6代细胞用于实验。

    1.2.3RPE-CM处理将成纤维细胞接种至96孔板,用不含血清的DMEM继续培养24h后,弃去培养液。处理组分别加入培养24h、72h的第1代、第5代RPE-CM(Ⅰ°24hRPE-CM、Ⅰ°72hRPE-CM、Ⅴ°24hRPE-CM、Ⅴ°72hRPE-CM),每孔200μl,对照组加入不含血清DMEM培养液,继续培养24h。

    1.2.4MTT比色实验处理组及对照组每孔加5mg/mlMTT20μl,继续培养4h后,弃去培养液,加入DMSO150μl/孔,微型振荡器上振荡15min,在570mm波长测定光密度值(OD)。每孔设4个复孔,实验重复3次,细胞增长率=(实验组OD组/对照组OD值-1)×100%。

    1.2.53H-脯氨酸掺入实验处理组及对照组每孔加入2μCi3H-脯氨酸,继续培养24h,收集细胞于F4玻璃纤维滤纸,自动液闪计数仪测定样品的放射性CPM值,每组设4个复孔,实验重复3次。掺入增殖率=(实验组CPM值/对照组CPM值-1)×100%。
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    1.2.6I型前胶原原位杂交实验培养成纤维细胞于盖玻片上至细胞铺满,0.01MPBS洗涤3次后,细胞爬片置入不含血清的DMEM中继续培养24h,弃去原培养液后,加入Ⅰ°72hRPE-CM,37℃5%CO2培养箱中培养24h,对照组RPE-CM改为DMEM,余步骤相同。Proα1(I)cDNA探针标记后行RNA原位杂交,结果照像并在LeicaQ570C彩色图像分析仪上进行图像分析。

    1.2.7统计学分析实验结果均取均数±标准差,行t检验。

    2 结果

    2.1 RPE-CM对成纤维细胞生长的影响 处理组OD值较对照组明显增高,且第1代RPE-CM均高于第5代RPE-CM,但24h与72hRPE-CM间无明显差异见表1。

    表1 RPE-CM对成纤维细胞MTT比色的影响
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    OD值(x±s)

    增长率(%)

    A对照组

    0.29±0.02

    BⅤ°24hRPE-CM

    0.40±0.10

    37.9

    CⅤ°72hRPE-CM

    0.53±0.11

    82.8

    DⅠ°24hRPE-C

    0.78±0.21
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    168.9

    MEⅠ°72hRPE-CM

    0.84±0.09

    198.7

    注:A与BP<0.01,A与CP<0.01,A与DP<0.01,A与EP<0.01,B与DP<0.01,C与EP<0.01,B与CP>0.05,D与EP>0.05

    2.2 REP-CM对成纤维细胞胶原合成的影响 经RPE-CM处理的成纤维细胞CPM值明显高于未处理组,同样,第1代RPE-CMCPM值均高于第5代RPE-CM,但24h与72hRPE-CM间亦无显著差异见表2。

    表2 RPE-CM对成纤维细胞3H-脯氨酸掺入的影响
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    CPM值(x±s)

    增长率(%)

    A对照组

    2857.5±617.9

    BⅤ°24hRPE-CM

    3785.5±538.6

    32.5

    CⅤ°72hRPE-CM

    4005.7±842.2

    40.2

    DⅠ°24hRPE-CM

    8027.2±718.3
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    180.9

    EⅠ°72hRPE-CM

    8606.7±921.0

    201.2

    注:A与BP<0.01,A与CP<0.01,A与DP<0.01,A与EP<0.01,B与DP<0.01,C与EP<0.01,B与CP>0.05,D与EP>0.05。

    2.3 RPE-CM对成纤维细胞Ⅰ型前胶原mRNA合成的影响 原位杂交结果显示,RPE-CM组胞浆内Ⅰ型胶原mRNA的杂交信号较对照组明显增强,(图1、图2)。RPE-CM组图像分析平均灰度为216.7±22.63,与对照组152.3±20.18有显著差异(P<0.01)。
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    图1 对照组成纤维细胞Ⅰ型前胶原mRNA原位杂交(×200)

    Fig1 Situ hybridization for type Ⅰ procollagen mRNA fibroblasts in controls(×200)

    图2 RPE-CM处理组成纤维细胞Ⅰ型前胶原mRNA原位杂交(×200)

    Fig2 Situ hybridization for type Ⅰ procollagen mRNA

    of fibroblasts treated with RPE-CM(×200)

    3 讨论
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    PVR的发生发展过程实质上仍是一个组织创伤修复的过程。在这个过程中,许多细胞参与其中,而RPE细胞现在被认为是PVR发生发展过程中最重要的细胞之一[5]

    大量研究表明,在血视网膜屏障破坏后,RPE细胞暴露外界刺激因素之下可发生表型转化,可从分化细胞转化为去分化细胞,此时的RPE细胞可分泌合成细胞外基质并有收缩功能,而在这个过程中,它自身可分泌多种化学性多肽对其它细胞进行调节。有研究报告RPE细胞分泌的多种因子具有促进细胞有丝分裂、趋化性及血管生成等作用,且RPE细胞分泌生物活性因子的能力随着其去分化的程度而降低[6]。由于成纤维细胞在外伤性PVR发生发展过程中所起的作用以及它与RPE细胞之间的密切关系,我们在本实验中使用第1代及第5代培养24h及72h的RPE细胞调理液作用于体外培养的人结膜囊成纤维细胞24h,观察其对成纤维细胞数量、胶原合成的影响,同时还观察了第1代RPE细胞调理液对成纤维细胞中Ⅰ型前胶原合成的影响,结果4种条件下RPE细胞调理液均可使成纤维细胞数目较对照组明显增多,而第1代RPE细胞调理液作用强于第5代细胞调理液,证实了分化RPE细胞所分泌刺激成纤维细胞生长因子的功能要强于转化的RPE细胞,而培养第3天的调理液对细胞的促生长作用与培养第1天的调理液无统计学差异,说明RPE细胞分泌因子并不依赖于培养时间的长短。同时,RPE细胞调理液还可使成纤维细胞3H-脯氨酸的掺入率明显提高,证实其分泌活性因子不仅可促进成纤维细胞生长,还可使其合成胶原增加,但成纤维细胞胶原合成的增加与细胞数量的增加并不完全一致。本实验中RPE细胞调理液可增强成纤维细胞中Ⅰ型前胶原mRNA表达的结果也证实了RPE细胞在受外界刺激表型转化的进程中所分泌出的一些活性因子从转录水平促进了成纤维细胞胶原的合成。说明RPE细胞表型转化及分泌活性因子,在眼外伤的早期细胞的增殖及以后增殖膜的形成与收缩,对外伤性PVR的形成和发展,起着重要的作用,有助于我们进一步了解外伤性PVR等眼内增生性疾病的病理过程,并寻求临床治疗的关键环节。
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    作者简介 胡丹(1964-),男,江西南昌人,博士,1997~1998年在美国华盛顿大学医学院眼科进修。研究方向:眼外伤及青光眼等。

    参考文献

    [1]Machemer R, Van Horn DL, Aaberg TM. Pigment epithelial prolifera tion in human retinal detachment with massive periretinal proliferation[J]. Am J Ophthalmol, 1978,85:181~ 186

    [2]Ussmann JH, Lazarides E, Ryan SJ. Tractio retinal detachment. A Cell- mediated event[J]. Arch Ophthalmol, 1981;99:869~ 876
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    [3]Guidy C, Hardwick C. Extracellular matrix contraction by choroidal fi broblasts: inhibition by staurosporine[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1994,35:503~ 508

    [4]Hiscott P, Grierson I, Trombetta C, et al. Retinal and epiretinal glia: An immunohistochemical study[J]. Br J Ophthalmol, 1984,68:698~ 707

    [5]Wiedemann P, Weller M. The pathophysiology of proliferative vitreo retinopathy[J]. Acta Ophthalmol, 1988,189:3~ 15

    [6]Grisanti S, Esser P, Schraermeyer U. Retinal pigment eithelial cells: autocrine and paracrine stiumlation of extracellular matrix contraction[J]. Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol, 1997,235:587~ 598

    (修稿:2000-04-01), http://www.100md.com