玻璃酸钠促进角膜上皮损伤愈合作用的机制研究

1、玻璃酸钠促进角膜上皮损伤愈合作用的机制研究钱雪 赵荣贤 税庆华 梁虹 大量文献报道了玻璃酸钠(sodium hyaluronate，SH)具有促进角膜缺损的愈合作用。由于动物研究可从客观体征、病理切片和机制方面进行充分的探讨，避免了临床上不能对患者进行一些检测的局限性，因此文献报道的研究多以动物试验为主，临床研究不多。现将查询到的研究报道作一介绍。1 SH对角膜损伤促愈合作用的药理和毒理学研究1991年Nishida等对兔离体角膜进行的组织培养研究结果表明，含有SH的培养液可促进角膜上皮细胞层伸展的长度，且作用强度呈剂量依赖性，而同时受试的其他多糖包括软骨素、硫酸软骨素、硫酸角质素和硫酸类肝素

2、均无该作用。研究还表明，SH的上述作用与纤连蛋白(fibronectin)以及表皮生长因子(EGF)的作用是相加的，纤连蛋白和EGF的抗血清不能改变SH的上述作用。结果证明SH促进角膜上皮伸展的机制不同于上述两种物质。1990年Miyauchi等用兔角巩膜断面在含SH的培养液进行培养研究，通过测定角膜基质创面上的上皮伸展长度来评价SH对其伸展的影响。探讨了不同分子量及不同浓度SH的作用强度。结果显示SH具有明显的促进上皮伸展作用，并揭示在SH的有效浓度下，培养液中纤连蛋白的浓度明显降低。提示SH可能是通过降低纤连蛋白的释放或促进纤连蛋白在角膜的沉积来产生其对上皮伸展的促进作用。Inoue等1研

3、究了SH对角膜上皮细胞增生的作用，并与EGF和纤连蛋白做对比研究，以探讨SH促进角膜损伤愈合的作用机制。结果表明，在含HA培养液中培养的角膜组织的增生明显增强，EGF组的上皮细胞增生也比对照组增强，但纤连蛋白没有明显的促增生作用。结果提示，SH促进角膜上皮损伤的愈合作用与其促进细胞的增生有关。1991年Sugiyama等用兔眼角膜缺损模型研究了SH滴眼液对角膜损伤的促愈合作用。角膜缺损模型采用手术、正庚醇和碘蒸汽诱导三种方式，给药组分为低剂量(0.10% SH)和高剂量(0.25% SH)两组，以生理盐水为对照。研究发现，对碘蒸汽导致的角膜缺损模型，两个给药剂量均没有明显的角膜损伤愈合作用。高

4、剂量对其他两组动物模型，角膜的愈合率均明显高于对照组，但低剂量组只对手术方式的病理模型具有明显的促进作用。为探讨其中的差异原因，对角膜产生纤连蛋白的量进行了测定。结果显示，由手术和正庚醇导致的角膜损伤模型的角膜产生的纤连蛋白的量明显地高于碘蒸汽模型组，药物分布研究的结果显示SH在前两种模型角膜内的分布和存留也明显高于后者。因此认为，SH通过角膜产生大量的纤连蛋白或在角膜内大量存留的途径来加速角膜损伤的愈合。Asari等2对正庚醇导致的兔角膜损伤模型自发愈合过程中角膜组织中SH含量及分布进行了研究，以探讨其作用机制。研究发现，损伤后角膜中的SH含量开始逐渐增高，直到损伤后24d，SH的含量开始逐

5、渐降低，56d恢复至正常水平。角膜损伤后，上皮及基质的SH染色性明显增加，直到损伤后28d，角膜上皮恢复到正常水平后，上皮的SH染色性开始下降，而基质内的SH染色性依然强，直到损伤56d以后才开始减弱。同时，SH的受体CD44和纤连蛋白在角膜上皮的染色性是与SH同步的。结果提示，SH、CD44 和纤连蛋白在角膜上皮损伤的愈合过程中共同发挥重要的作用。Nakamura等3还探讨了SH与纤连蛋白联合对角膜损伤的作用。对化学灼伤后的角膜4h内先给予0.1%纤连蛋白滴眼液，随后改用0.1% SH滴眼液治疗32h，角膜的平均愈合率与用生理盐水替代纤连蛋白(即生理盐水联合SH治疗)对照组、单纯纤连蛋白滴眼

6、液对照组相比明显高。结果证实，SH与纤连蛋白具有协同作用。Nakamura等4,5对SH促进角膜损伤的机制进行的细胞培养表明，SH可明显促进角膜上皮细胞与纤连蛋白基质的黏附，但对上皮细胞与层黏蛋白(laminin)基质和型胶原基质的黏附没有促进作用。其他多糖如硫酸软骨素、硫酸类肝素和硫酸角质素等均没有此作用。特定结合区域的单克隆抗体的阻断试验结果揭示，SH与纤连蛋白的N端的纤维蛋白、肝素-结合区域结合，促进上皮细胞对纤连蛋白附着并由此加速上皮的愈合。组织培养的结果表明，SH、纤连蛋白和型胶原均能促进角膜上皮的伸展，而层黏蛋白没有作用。协同作用研究结果表明，SH与纤连蛋白以及型胶原具有协同作用。

7、纤连蛋白的抗血清可部分阻断SH与纤连蛋白的协同作用，纤连蛋白受体的抗血清可完全阻断两者促进上皮伸展的协同作用。结果提示，预先经纤连蛋白处理后再用SH治疗可增强后者的促角膜上皮伸展作用。Sakuma等6研究发现，兔角膜缺损经SH滴眼液治疗后，明胶酶MMP-9(92 kD)对角膜基质酶解活性增强，提示SH参与了兔角膜上皮愈合过程中MPP-9的表达。Chung等7对SH滴眼液应用于正庚醇导致的角膜中央损伤，发现角膜中央基底膜的半桥粒数量明显增加，提示SH可促进角膜损伤的愈合初期半桥粒的形成。Stiebel-Kalish等8比较了SH滴眼液和庆大霉素油膏对动物非感染性角膜损伤的愈合作用，对照组损伤不经

8、任何治疗。结果显示，SH组和庆大霉素组的愈合速度均明显快于对照组，而SH组愈合后48h，损伤面可观察到正常的、多层次的上皮组织，但庆大霉素组的愈合面呈现不完整的上皮层，分布有不规则的骰状细胞。结论为SH对非感染性角膜上皮的愈合作用比庆大霉素效果好。参天制药中央研究所的Nakamura等1992年报道了对兔角膜上皮细胞在组织培养过程中伸展率与SH剂量、分子量的依赖性研究。SH的分子量范围为902 800 kD，角膜缺口敷SH溶液并共同培养20 h。研究发现，当SH的浓度为1mg/ml(0.1%)时，不同分子量SH对创面上皮细胞伸展率的促进作用没有显著性差异，而其他糖胺聚糖如硫酸软骨素、硫酸角质素

9、等均无此作用。对正庚醇导致的角膜上皮缺损动物模型应用SH滴眼液，具有促进损伤愈合的作用。该作用呈剂量依赖性，但其促进作用与分子量无关。Nakamura9还对不同浓度SH滴眼液(0.03%、0.1%和0.3%)分别治疗正常和糖尿病大鼠角膜损伤的疗效进行了研究，硫酸软骨素和生理盐水溶液为对照。SH可明显促进以上两组动物的角膜损伤愈合，疗效与剂量呈正相关，浓度为0.1%和0.3%的剂量组与生理盐水相比，具有显著性差异，而硫酸软骨素没有显著的促愈合作用。角膜上皮下区域分布大量的纤连蛋白，提示SH对角膜损伤的促愈合作用可能是通过与应急生成的纤连蛋白基质结合，且对正常和糖尿病大鼠的作用效果及机制是一致的。

10、Chung等10对SH滴眼治疗角膜碱损伤模型进行了研究，生理盐水为对照。结果表明，SH滴眼液对碱角膜损伤具有促进愈合作用。组织学检查表明，SH组创面多型核白细胞明显少，角膜细胞明显增多，提示SH可抑制多型核白细胞的浸润，促进角膜细胞的再生。但对角膜内皮的愈合方面，SH组与对照组相比没有显著性差异。Miyauchi等11对正常眼和角膜损伤眼泪液中的SH和硫酸软骨素的含量进行了测定。结果表明，角膜损伤后，泪液中的SH含量明显增高，且角膜上皮的愈合速率与SH含量的提高呈正相关性，提示泪液中SH浓度的升高与角膜上皮自发性的愈合有相关性。1988年Wysenbeek等用扫描电子显微镜观察了1%和0.1%

11、SH溶液对14d鸡胚胎角膜上皮的作用。结果显示，上述两种溶液对鸡胚胎角膜上皮没有毒副作用，细胞的结构和微绒毛的形态保持完好。研究还显示，0.1%SH与0.01%苯扎氯铵复配，还可降低后者对角膜上皮表面的毒性作用，0.1%SH溶液对预防角膜上皮干燥的作用明显优于0.1%的羟乙基纤维素和磷酸缓冲溶液。2 SH滴眼液治疗角膜损伤的临床研究Ister等12应用SH低渗滴眼液治疗角结膜干燥症。受试患者135例，分为SH组和复方羟丙基甲基纤维素(与葡聚糖复配)组，通过测定泪膜破裂时间(BUT)以及染色等的体征观察，表明SH低渗滴眼液作为人工泪液具有改善泪膜从而对眼表的上皮环境发挥改善作用。OyA等13通过

12、测定泪液中SH和硫酸软骨素的含量以探讨两种多聚糖的存在与病理生理学方面的作用。正常对照组31例42眼，点状角膜炎9例9眼(均有角膜上皮缺损)。测定结果表明，上皮缺损患者泪液中的SH含量明显高于正常对照组，而硫酸软骨素的情况则正相反。两组在糖胺聚糖的总量上没有显著性差异。结果提示，内源性的糖胺聚糖尤其SH对角膜缺损的患者的上皮愈合具有重要的作用。参考文献1Inoue M, Katakami C. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1993, 34 (7): 23132Asari A, Morita M, Sekiguchi T, et al. Jpn J Ophthalmol

13、, 1996, 40 (1): 183Nakamura M, Nishida T, Hikida M, et al . Curr Eye Res, 1994, 13(5): 3854Nakamura M, Mishima H, Nishida T, et al . J Cell Physiol, 1994, 159: 4155Nakamura M, Nishida T. Cornea, 1999, 18 (6): 6866Sakuma M, Miyachi S, Sakamoto T. Jpn J Ophthalmol, 2000, 44(5): 4757Chung JH, Kim WK, Lee JS, et al . Ophthalmic Res, 1998, 30(2): 968Stiebel-Kalish H, Gaton DD, Weinberger D, et al . Eye, 1998, 12 (Pt5): 8299Nakamura M, Sato N, Chikama TI, et al . Exp Eye Res , 1997, 64 (6): 104310 Chung JH, Kim HJ, Fagerholmb P, et al . Korean J Ophthalmol, 1996, 10 (2): 6811 Miyauchi S,