睑板腺干细胞的研究现状

伍 兵，许康康，谢华桃

(1湖北省公安县二人民医院眼科，湖北公安434300;2华中科技大学同济医学院附属协和医院眼科，湖北武汉430022)

·综述·

睑板腺干细胞的研究现状

伍 兵1，许康康2，谢华桃2

(1湖北省公安县二人民医院眼科，湖北公安434300;2华中科技大学同济医学院附属协和医院眼科，湖北武汉430022)

睑板腺功能障碍(MGD)是导致蒸发型干眼(EDED)的最主要原因．睑板腺(MGs)分泌的脂质构成泪膜前表面，以防止泪液蒸发过快，其正常稳态则由睑板腺干细胞维持．本文回顾近年国内外相关研究成果，对睑板腺干细胞的位置、功能、体外模型等研究现状进行总结，为MGD以及相关干眼发病机制的进一步研究提供参考．

睑板腺功能障碍;干细胞

0 引言

睑板腺(meibomian glands，MGs)由德国医学家Meibom在 1666年首次报道，并以他的名字命名．MGs分布于上下睑板，上睑约30～40个，下睑约20～30个，与睑缘垂直排列;每个腺体分为腺泡和导管两部分，导管开口于睑缘后唇．作为人体最大的皮脂腺，MGs分泌方式为全分泌(Holocrine)，即终末分化的腺体细胞崩解后，其合成的脂质与其它细胞成分一起排入导管，最终排出到眼表，形成光滑的光学界面，并构成泪膜前表面的脂质层．脂质层可防止泪液蒸发过快，从而发挥稳定泪膜的功能［1］．脂质分泌伴随着细胞崩解意味着MGs内存在持续更新的系统，维持着动态的平衡．目前对于维持MGs持续更新的干细胞的系统研究还不是很透彻，本文回顾近年来相关研究成果，对睑板腺干细胞的位置、功能、体外模型以及与MGs疾病的关系等研究现状进行了总结．

1 睑板腺干细胞的位置及功能

成体干细胞为一群未分化的具有多种分化潜能的细胞．它们能够自我更新，并在器官内不断产生分化细胞以维持器官的功能［2］．Gorgas等［3］和 Sirigu等［4］分别在鼠和人的MGs腺泡内部通过透射电镜发现了集中在腺泡基底层的未分化细胞．Olami等［5］在2001年通过放射性标记胸腺嘧啶核苷探测小鼠MGs腺泡内的有丝分裂细胞，发现，被标记的细胞集中在基底部，并随着时间的推移在腺泡中央出现．因此证明腺泡细胞在腺泡内部呈向心性运动，平均每天移动0．62 μm，且从形成到迁移至中央释放脂质大约需要9 d，由此推测睑板腺干细胞可能存在于腺泡的基底层．

在角膜缘［6］、皮肤［7］等组织中，干细胞为“静息”的标记滞留细胞(label-retaining cells，LRCs)．然而，大部分MGs腺泡基底部细胞有丝分裂极其活跃，与干细胞“静息”特性不符，所以目前它们被认定为祖细胞(progenitor cells)．2016年，Parfitt等［8］用一种绿色荧光蛋白(H2B-GFP/K5tTA)追踪鼠标记滞留细胞，发现标记滞留的“静息”细胞位于导管上皮与腺泡上皮交界处，其中既有表达细胞骨架蛋白6(cytokeratin 6，CK6)的小管细胞，也有不表达此蛋白的腺泡细胞;谱系追踪(lineage-tracing)显示腺泡来源于同一个祖细胞，而导管来源于不同的多个祖细胞，说明导管与腺泡由不同的祖细胞维持自我更新．但是，关于这些祖细胞上游是否还有更原始的双能干细胞，它们保持静息与激活状态的机制以及是否表达特定的标志物，目前仍不清楚，有待进一步研究．

2 睑板腺干细胞的体外增殖与分化

Liu等［9］在2010年成功用导入端粒酶的方式将人睑板腺上皮细胞永生化，这是目前世界上唯一的睑板腺上皮细胞系;永生化的细胞在不含血清的培养液中处于未分化状态，有极强的增殖能力，具有睑板腺上皮祖细胞特性;一旦暴露于含血清的培养液，细胞则开始分化、聚集与合成脂质［10］．这种增殖-分化的体外模型被广泛用来研究不同药物对睑板腺干细胞分化与增殖的影响．Liu等［11］在2013年报道表皮细胞生长因子与牛垂体提取物可促进未分化睑板腺细胞的增殖．阿奇霉素则能促进睑板腺上皮干细胞分化，表现为细胞内大量胆固醇及中性脂质合成［12－13］，为阿奇霉素治疗MGD提供了理论基础．Omega 3和Omega 6亦可在体外促进睑板腺上皮细胞脂质合成［14］．此外，有研究［15］显示体外高糖状态对睑板腺上皮细胞存在毒性作用，提示应该重视糖尿病患者的MGs功能并预防相关干眼的发生．虽然目前通过此模型对MGs腺泡细胞的增殖、分化调节机制的研究取得了较大进展，但是导管细胞的分离、增殖以及分化还有待深入研究．

3 睑板腺干细胞与睑板腺功能障碍

睑板腺功能障碍(meibomian gland dysfunction，MGD)是一种由MGs终末导管阻塞和(或)MGs分泌物异常导致泪膜稳定性下降合并眼部不适等一系列症状的眼表疾病［16］．MGD的发病与年龄及种族相关，60岁以上的亚裔人群中，发病率为46．2%～69．3%［17］．目前认为其病理机制主要为导管上皮过度角化，导致管腔狭窄，睑脂淤滞，导管囊样扩张，进而发生腺泡萎缩［1］．但是导管上皮增殖、转分化为角化上皮的机制仍不明确．Parfitt等［18］在年龄相关性MGD的老年小鼠中并未观察到导管的过度角化，他们认为脂质合成的关键因子PPAR-γ活性下降可能是其主要病因．Hwang等［19］提出“腺泡中心说”代替以往的“导管中心说”，即由于MGs腺泡细胞的自我更新、分化调节异常，直接导致腺泡萎缩，从而介导脂质合成与睑脂分泌异常．MGs的腺泡来源于单个祖细胞［8］，因此干细胞的衰竭可能使腺泡萎缩，从而导致MGD的发生．

4 睑板腺干细胞的临床转化应用前景

综上所述，睑板腺干细胞存在于MGs腺泡与导管交界处，体外细胞模型促进了睑板腺干细胞增殖与分化的研究．睑板腺干细胞与MGD息息相关，其鉴定、分离、体外扩增以及增殖分化等基础研究将为MGs再生提供重要的理论基础，对恢复睑板腺功能以及干眼的治疗有着重要的意义．

［1］Knop E，Knop N，Millar T，et al．The international workshop on meibomian gland dysfunction:report of the subcommittee on anatomy，physiology，and pathophysiology of the meibomian gland［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2011，30，52(4):1938－1978．

［2］Lavker RM，Tseng SC，Sun TT．Corneal epithelial stem cells at the limbus:looking at some old problems from a new angle［J］．Exp Eye Res，2004，78(3):433－446．

［3］Gorgas K，Vlkl A．Peroxisomes in sebaceous glands．IV．Aggregates of tubular peroxisomes in the mouse meibomian gland［J］．Histochem J，1984，16(10):1079－1098．

［4］Sirigu P，Shen RL，Pinto da Silva P．Human meibomian glands:the ultrastructure of acinar cells as viewed by thin section and freezefracture transmission electron microscopies［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，1992，33(7):2284－2292．

［5］Olami Y，Zajicek G，Cogan M，et al．Turnover and migration of meibomian glandcells in rats，eyelids［J］．Ophthalmic Res，2001，33(3):170－175．

［6］Cotsarelis G，Cheng SZ，Dong G，et al．Existence of slow-cycling limbal epithelial basal cells that can be preferentially stimulated to proliferate:implications on epithelial stem cells［J］．Cell，1989，57(2):201－209．

［7］Cotsarelis G，Sun TT，Lavker RM．Label-retaining cells reside in the bulge area of pilosebaceous unit:implications for follicular stem cells，hair cycle，and skin carcinogenesis［J］．Cell，1990，61(7): 1329－1337．

［8］Parfitt GJ，Lewis PN，Young RD，et al．Renewal of the holocrine meibomian glands by label-retaining，unipotent epithelial progenitors［J］．Stem Cell Reports，2016，7(3):399－410．

［9］Liu S，Hatton MP，Khandelwal P，et al．Culture，immortalization，and characterization of human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2010，51(8):3993－4005．

［10］Sullivan DA，Liu Y，Kam WR，et al．Serum-induced differentiation of human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2014，55(6):3866－3877．

［11］Liu S，Kam WR，Ding J，et al．Effect of growth factors on the proliferation and gene expression of human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest ophthalmol Vis Sci，2013，54(4):2541－2550．

［12］Liu Y，Kam WR，Ding J，et al．Effect of azithromycin on lipid accumulation in immortalized human meibomian gland epithelial cells［J］．JAMA Ophthalmol，2014，132(2):226－228．

［13］Liu Y，Kam WR，Ding J，et al．One man's poison is another man's meat:using azithromycin-induced phospholipidosis to promote ocular surface health［J］．Toxicology，2014，320:1－5．

［14］Liu Y，Kam WR，Sullivan DA．Influence of Omega 3 and 6 fatty acids on human meibomian gland epithelial cells［J］．Cornea，2016，35(8): 1122－1126．

［15］Ding J，Liu Y，Sullivan DA．Effects of insulin and high glucose on human meibomian gland epithelial cells［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2015，56(13):7814－7820．

［16］Nichols KK，Foulks GN，Bron AJ，et al．The international workshop on meibomian gland dysfunction:executive summary［J］．Invest Ophthalmol Vis Sci，2011，52(4):1922－1929．

［17］Labbé A，Wang YX，Jie Y，et al．Dry eye disease，dry eye symptoms and depression:the Beijing Eye Study［J］．Br J Ophthalmol，2013，97(11):1399－1403．

［18］Parfitt GJ，Xie Y，Geyfman M，et al．Absence of ductal hyper-keratinization in mouse age-related meibomian gland dysfunction (ARMGD)［J］．Aging(Albany NY)，2013，5(11):825－834．

［19］Hwang HS，Parfitt GJ，Brown DJ，et al．Meibocyte differentiation and renewal:Insights into novel mechanisms of meibomian gland dysfunction(MGD)［J］．Exp Eye Res，2017．pii:S0014－4835(17) 30061－1．

Research status of meibomian gand stem cells

WU Bing1，XU Kang-Kang2，XIE Hua-Tao2

1Department of Ophthalmology，The Second Hospital of Gongan，Gongan 434300，China;2Department of Ophthalmology，Wuhan Union Hospital，Affiliated to Tongji Medical College，Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430022，China

Meibomian gland dysfunction(MGD)is the major cause of evaporative dry eye disease(EDED)．Meibomian glands (MGs)secrete lipid onto the ocular surface forming the uppermost portion of the tear film to reduce aqueous tear evaporation．The homeostasis of MGs was maintained by meibomian gland stem cells．After reviewing relevant research results in recent years，we summarized the research status on the location，function and in vitro model of meibomian gland stem cells in order to provide reference for further research on pathogenesis of MGD and EDED．

meibomian gland dysfunction;stem cells

R777．1+3;R77

A

2095-6894(2017)08-65-02

2017－05－29;接受日期:2017－06－19

国家自然科学基金青年科学基金项目(81300736)

伍 兵．本科，主治医师．研究方向:角膜与眼表疾病、白内障的诊治及研究．E-mail:7342010@qq．com

谢华桃．博士，主治医师．研究方向:角膜与眼表疾病临床与基础研究．E-mail:huataoxie@hust．edu．cn