王晓君，陈维毅，李晓娜，冯鹏飞，高志鹏

（太原理工大学a.力学学院；b.应用力学与生物医学工程研究所，太原030024）

力学环境是生命体内的一种自然生存环境，也是一个非常复杂的环境，目前对细胞力学的研究大都是通过体外模拟实验来完成的。应力刺激是细胞代谢的重要调节因子，在调节细胞多种生理功能如基因表达、蛋白质合成、细胞增殖、分化等过程中发挥着重要作用［1－2］。应力刺激的大小、频率、时间及加载形式等对细胞功能的影响不同。周期性的应力刺激比持续性的应力刺激更能促进细胞增殖和基因表达［3］。

角膜成纤维细胞位于基质板层中，胞浆中富含内质网和高尔基体。胚胎时期是由颅神经嵴细胞迁移衍生形成的间充质细胞，在迁移完成后，胚胎角膜基质细胞开始合成和分泌Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ型胶原纤维等细胞外基质成分［4］。胶原是细胞外基质（Extracellular matrix，ECM）中最丰富的结构成分，也是角膜中承受力的主要部分。正常状态下，角膜基质细胞可合成分泌 MMPs，同时也分泌 TIMPs及 TGF-β1。MMPs是一种重要的胶原降解酶，几乎能降解ECM 的所有成分［5－6］，MMPs表达增高，可引起胶原的降解增多。TIMPs在多个环节抑制MMPs的活性，亦有可抑制新生血管形成的作用，二者保持动态平衡，调节 ECM 的稳定［7－8］。MMP-2和 TIMP-2的表达受激素、生长因子、细胞因子、原癌基因等的调控，在这些因子中TGF－β1是被广泛关注并研究的一个［9］。受到力学刺激或创伤后，角膜经历了ECM的合成、降解、再合成的动态修复过程。MMPs与TIMPs的平衡和相互影响决定着ECM的降解，在眼部的伤口愈合、血管生成增殖性病变及组织纤维化等许多病理过程中起重要作用［10－12］。……