角膜角膜実質細胞

角膜角膜実質細胞（ 角膜線維芽細胞 ）は、間質に存在する特殊な線維芽細胞です。角膜の厚さの約85〜90％に相当するこの角膜層は、非常に規則的なコラーゲンラメラと細胞外マトリックス成分から構成されています。角膜実質細胞は、それを透明に保ち、傷を癒し、その成分を合成するのに主要な役割を果たします。摂動していない角膜では、角膜実質細胞は休眠状態にあり、あらゆる種類の損傷または炎症の後に作用します。損傷部位の基礎となる一部の角膜実質細胞は、軽いものでも、損傷直後にアポトーシスを起こします。正確に組織化された治癒過程の不具合は角膜を曇らせる可能性がありますが、過剰な角膜実質細胞アポトーシスは、円錐角膜などの変性角膜障害の病理学的過程の一部である可能性があり、これらの考慮事項がこれらの細胞の機能に関する進行中の研究を促しています。

起源と機能

角膜実質細胞は、神経堤細胞の頭蓋集団から発生的に派生し、そこから間充織に定着するように移動します。いくつかの種では、神経堤からの移動は2つの波になります。1つ目は角膜内皮を産み、2つ目は細胞を欠く上皮分泌間質細胞に侵入します。他の種では、両方の個体群が単一の移動の波に由来します。間質に定着すると、角膜実質細胞は異なるタイプのコラーゲン分子（I、V、VI）とケラタン硫酸の合成を開始します。出生後の開眼の瞬間までに、角膜実質細胞の増殖はほとんど終了し、それらのほとんどは静止状態にあります。

眼の発達の終わりまでに、相互接続された角膜実質細胞ネットワークが角膜に確立され、隣接する細胞の樹状突起が互いに接触します。静止角膜実質細胞は、水晶体での役割で主に知られている、いわゆるクリスタリンを合成します。角膜クリスタリンは、レンズのものと同様に、透明性と最適な屈折を維持するのに役立つと考えられています。それらは角膜の抗酸化防御の一部でもあります。ヒト角膜実質細胞によって発現されるクリスタリンは、ALDH1A1、ALDH3A1、ALDH2、およびTKTです。クリスタリンの異なるセットは、異なる種の典型です。角膜実質細胞によって生成されるケラタン硫酸は、最適な角膜水和を維持するのに役立つと考えられています。その合成の遺伝的破壊は、黄斑角膜ジストロフィーにつながります。

ある研究によると、ヒト間質の平均角膜実質細胞密度は、mm3あたり約20500細胞、または断面が1mm2の列で9600です。最も高い密度は間質の上部10％で観察されます。角膜実質細胞の数は年齢とともに減少し、1年あたり約0.45％の割合です。

角膜の損傷後、一部の角膜実質細胞はアポトーシスを起こします。これは、IL1アルファやTNF-アルファなど、上層から分泌されるシグナル伝達分子によって促されます。他の隣接する角膜実質細胞は、同じ分子の作用を受けると、活性化、増殖し、組織リモデリングを引き起こすマトリックスメタロプロテイナーゼの合成を開始します。これらの活性化細胞は、「活性角膜細胞」または「線維芽細胞」のいずれかとして異なるソースで指定されるか、「修復表現型」を引き受けると言われています。重傷後または治癒過程の進行段階で、多くの角膜実質細胞が筋線維芽細胞に変化し、ECM成分を積極的に分泌します。この変換はTGFベータによって引き起こされると考えられています。角膜上皮の基底膜が回復するとすぐに、基質へのTGFベータの流入が劇的に減少し、筋線維芽細胞が消失します。その後、残りの活性化角膜実質細胞は細胞外マトリックスを再形成し、IL1-αを分泌して修復表現型」。

静止状態または活動状態の角膜実質細胞のアポトーシスは、特に注意を引くプロセスです。健康な角膜では、プログラムされた細胞死はめったにありませんが、損傷部位の直下の最上層の角膜実質細胞への損傷の直後にアポトーシスを起こします。 1つの仮説は、角膜への感染の可能性を抑える必要があることによるこのような急速な反応を説明しています。イベントの通常の過程で、角膜実質細胞の欠如は、隣接する細胞の有糸分裂によって徐々に補充されます。角膜切開術やレーザー手術などの眼科手術後にアポトーシスが観察され、手術後の合併症の発症に役割を果たす可能性があります。

臨床的な意義

角膜実質細胞は、さまざまな角膜障害で役割を果たす可能性があります。比較研究によると、それらの機能は、角膜ジストロフィーの最も頻繁な形態である円錐角膜の標準とは大きく異なります。円錐角膜の角膜では、上皮の損傷から遠く離れてアポトーシスを起こすことが示されています。円錐角膜の主要な病理学的事象として過剰な角膜実質細胞アポトーシスを示す仮説が存在します。ある研究によると、患者の角膜実質細胞はアルコールデヒドロゲナーゼサブフォームの1つのレベルが低下しており、別の研究によれば、スーパーオキシドジスムターゼ3の分泌が著しく少ない。