科學家重新界定晶狀體上皮細胞在生命周期中作用

　　晶狀體是眼內透明的雙凸透鏡狀組織，具有將光線聚焦在視網膜的功能。近日，中山大學中山眼科中心教授劉奕志團隊回眸了晶狀體上皮細胞在晶狀體生命周期中呈現的神奇過程，闡述了晶狀體上皮細胞在胚胎發育、穩態維持和術后再生三個階段發揮的決定性作用。相關研究8月31日在線發表于Progress in Retinal and Eye Research。

　　晶狀體混濁即白內障，是世界首位致盲原因。目前常用假體（人工晶狀體）進行手術替代治療，但醫療和社會經濟成本巨大。讓人體晶狀體終身保持透明，甚至早期逆轉混濁，是防治白內障最理想的方法，也是人類的不懈追求。晶狀體上皮細胞是晶狀體核心細胞，對它進行干預和調控可能是實現這一目標的有效途徑，但既往對它的生物學特性缺乏全面的認識和利用。

　　劉奕志基于其團隊在此領域的長期工作，從全生命周期的角度，發現并闡述晶狀體上皮細胞在晶狀體胚胎發育、透明性維持與創傷修復不同過程中的重要作用，為自體細胞介導的組織功能維持和修復療法提供理論依據，顛覆了白內障臨床防治的傳統理念，為該領域研究指明了未來方向。

　　胚胎期，來源于表皮外胚層的單層細胞形成晶狀體泡，不同部位受不同調控信號的影響，形成晶狀體三維結構的不同部位。后部和赤道部的晶狀體上皮細胞經歷了細胞周期的退出、晶體蛋白的表達、胞體拉長、脫細胞器及去核等關鍵環節分別形成初級和次級晶狀體纖維；前部晶狀體上皮細胞分化擴增形成上皮層，其中部分細胞保留了分化為纖維細胞的能力。這些環節受到基因或環境因素等的影響，都將導致晶狀體發育異常。利用全基因組基因分型和全基因組關聯研究（GWAS）等進行基因篩查，利用X射線晶體學和冷凍電子顯微鏡分析RNA和蛋白質結構，有助于揭示遺傳缺陷如何損害晶狀體上皮細胞內的蛋白質功能，為揭示晶狀體發育異常的分子機制提供新的視角。

　　晶狀體成熟后，前囊下和赤道部的晶狀體上皮細胞通過物質合成與交換、緩慢的增殖分化維持晶狀體穩態。不同區域的晶狀體上皮細胞、晶狀體纖維細胞的細胞膜間存在電位差，形成晶狀體微循環，運輸能量及氧氣等物質，它的異常將引起白內障。膽固醇的合成障礙引起晶狀體混濁。羊毛甾醇是膽固醇合成的重要中間產物，還可以穩定分子伴侶、增強蛋白酶體活性，以改善晶狀體蛋白溶解度，維持或恢復晶狀體透明性。

　　晶狀體手術后，可以駕馭晶狀體上皮細胞增殖分化的生物學特性用于臨床治療。晶狀體上皮細胞的不完全分化與纖維化產生混濁的組織，完全分化、有序排列產生透明的晶狀體纖維組織。在人工晶狀體眼內，植入的假體發揮光學作用，晶狀體上皮細胞的增殖會影響人工晶狀體的功能。可以采用人工晶狀體的直角方邊屏障效應和后囊液流拋光技術等，清除或抑制晶狀體上皮細胞。

　　在嬰幼兒，可以改進白內障摘除時的前、后撕囊口大小，促進無晶狀體眼周邊部Soemmerring 環的形成，利于II期囊袋內植入人工晶狀體；或者通過晶狀體超微創手術，移除混濁晶狀體內容物而保留晶狀體上皮細胞，可原位再生出有屈光力的透明晶狀體，改善嬰幼兒白內障的預后。

　　據介紹，實現人類晶狀體終身透明是白內障防治的終極目標，研究和利用晶狀體上皮細胞的生物學特性可能是實現這一目標的有效途徑。