Klin Monbl Augenheilkd 2004; 221(3): 175-179
DOI: 10.1055/s-2004-812882
Experimentelle Studie

© Georg Thieme Verlag Stuttgart · New York

Einfluss von Wachstumsfaktoren auf die Differenzierung von porcinen Linsenepithelzellen

Effect of Growth Factors on the Differentiation of Porcine Lens Epithelial CellsY. de Jong-Hesse1 , G. K. Lang1 , J. Kampmeier1 , G. E. Lang1
  • 1Universitäts-Augenklinik, Prittwitzstr. 43, 89075 Ulm
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Manuskript-Eingang: 27. November 2003

Annahme nach Revision: 5. Dezember 2004

Publication Date:
30 March 2004 (online)

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Zusammenfassung

Hintergrund: Neben der gesteigerten Zellproliferation stellt die Entdifferenzierung von Linsenepithelzellen zu myofibroblastenartigen Zellen einen wesentlichen Mechanismus bei der Nachstarentwicklung dar. Diese Entdifferenzierung geht einher mit Expression von α-smooth muscle actin (α-SMA). In dieser Studie wurde der Einfluss der Wachstumsfaktoren bFGF, TGF-β2, EGF und IGF-1 auf die Expression von α-SMA bei porcinen Linsenepithelzellen untersucht. Material und Methoden: Porcine Linsenepithelzellen wurden über einen Zeitraum von sieben Tagen in serumfreiem Medium ohne bzw. mit 1 - 50 ng/ml bFGF, TGF-β2, EGF oder IGF-1 kultiviert. Die α-SMA-Expression wurde immunzytochemisch mit einem monoklonalen Antikörper detektiert und der Anteil an α-SMA-positiven Zellen im Vergleich zur Gesamtzellzahl ausgewertet. Die statistische Auswertung erfolgte mit dem Student-t-Test für ungepaarte Stichproben. Ergebnisse: Der Anteil an α-SMA-positiven Zellen lag bei den Zellen, die über sieben Tage in serumfreiem Medium kultiviert worden waren, bei 36 ± 11,9 % (Mittelwert ± Standardabweichung). BFGF reduzierte diesen Anteil dosisabhängig auf 11,2 ± 7,3 % bei einer Konzentration von 50 ng/ml (p < 0,0001). EGF reduzierte den Anteil auf 25,1 ± 15,7 % (p = 0,05) bei einer Konzentration von 50 ng/ml. IGF-1 (10 ng/ml) verminderte den Anteil an entdifferenzierten Zellen auf 16,8 ± 5,8 %, was jedoch nicht signifikant war (p = 0,0787). TGF-β (50 ng/ml) erhöhte den Anteil an α-SMA-positiven Zellen geringfügig auf 44,2 ± 13,8 %. Nach einer Kulturperiode von sieben Tagen war dieser Anstieg jedoch nicht signifikant (p = 0,1202). Schlussfolgerungen: BFGF und EGF reduzierten die α-SMA-Expression von Linsenepithelzellen statistisch signifikant im Gegensatz zu TGF-β und IGF-1, die keinen signifikanten Einfluss hatten. Diese Ergebnisse können so interpretiert werden, dass bei der Nachstarentwicklung bFGF und EGF nicht primär über den Mechanismus der Zellentdifferenzierung wirken.

Abstract

Background: Besides cell proliferation, transdifferentiation of lens epithelial cells (LECs) to myofibroblasts is one of the mechanisms of secondary cataract formation. This process is characterized by increased expression of α-smooth muscle actin (α-SMA). This study investigated the influence of bFGF, TGF-β2, EGF and IGF-1 on the expression of α-SMA in porcine LECs. Materials and methods: Porcine LECs were cultured for 7 days in serum-free medium without or with 1 to 50 ng/ml bFGF, TGF-β2, EGF or IGF-I. Alpha-SMA was detected immunocytochemically with a mouse monoclonal antibody, and the relative numbers of α-SMA-positive cells were calculated. Statistical analysis was performed using Student’s unpaired t-test. Results: The ratio of α-SMA-positive cells cultured for 7 days in serum-free medium was 36 ± 11.9 % (mean ± SD). BFGF significantly reduced this ratio in a dose-dependent manner to 11.2 ± 7.3 % at a concentration of 50 ng/ml (p < 0.0001). EGF reduced the ratio significantly to 25.1 ± 15.7 % (p = 0.05) when 50 ng/ml were applied. IGF-1 (10 ng/ml) reduced the relative numbers of transdifferentiated cells to 16.8 ± 5.8 %, but the reduction was not statistically significant (p = 0.0787). TGF-β2 (50 ng/ml) slightly increased the relative number of α-SMA-positive cells to 44.2 ± 13.8 %. However, this increase was not significant (p = 0.1202) during a culture period of 7 days. Conclusions: BFGF and EGF significantly reduced the expression of α-SMA by LECs while TGF-β and IGF-1 had no statistically significant effect. These results suggest that bFGF and EGF do not primarily induce secondary cataract formation by the mechanism of cell transdifferentiation.

Literatur

Prof. Dr. Gabriele E. Lang

Universitäts-Augenklinik

Prittwitzstr. 43

89075 Ulm

Email: gabriele.lang@medizin.uni-ulm.de