To investigate the expression of growth factor mRNA and the level of growth factor protein in preserved human amniotic membrane (AM).RT-PCR was used to examine the expression of mRNA for eight growth factors (EGF, TGF-alpha, KGF, HGF, bFGF, TGF-beta1, -beta2, -beta3) and two growth factor receptors (KGFR and HGFR) in human AM preserved at -80 degrees C for one month. In addition, ELISAs were used to measure the protein concentrations of seven growth factors (EGF, TGF-alpha, KGF, HGF, bFGF, TGF-beta1, -beta2) in preserved human corneas and in AM both with and without amniotic epithelium.RT-PCR revealed that human AM expresses mRNA for EGF, TGF-alpha, KGF, HGF, bFGF, TGF-beta1, -beta2, -beta3, KGFR and HGFR, while ELISAs showed that it contains EGF, TGF-alpha, KGF, HGF, bFGF, TGF-beta1, -beta2. AM without amniotic epithelium also contains all seven growth factors examined, however, in this tissue the protein levels of EGF, KGF, HGF and bFGF were found to be significantly lower than in native AM.Preserved human AM expresses mRNAs for a number of growth factors and contains several growth factor proteins that might benefit epithelialization after AM transplantation. High levels of EGF, KGF, HGF and bFGF in AM with amniotic epithelium as compared to AM without amniotic epithelium suggest an epithelial origin for these growth factors. We feel that EGF, KGF and HGF in particular might play important roles in ocular surface wound healing after AM transplantation.

Abstract

Purpose

 To investigate the outcome of cultivated corneal epithelial transplantation for severe stem cell deficiencies using denuded amniotic membrane (AM) as a carrier. 

Design

 Retrospective, noncomparative case series. 

Participants

 Thirteen eyes of 11 patients were studied. These consisted of five eyes with acute Stevens-Johnson syndrome (SJS), two with chronic SJS, one with an acute chemical injury, two with chronic chemical injuries, two with ocular cicatricial pemphigoid, and one with drug-induced pseudopemphigoid. All of these eyes had total stem cell deficiencies. 

Main outcome measures

 Adaptation of the cultivated corneal epithelium onto the host corneal surface was confirmed 48 hours after surgery. The reconstruction of the ocular surface and visual acuity were measured. 

Methods

 Corneal limbal epithelium from donor corneas was cultivated for 4 weeks on a denuded AM carrier, with 3T3 fibroblast coculture and air lifting. The cultivated corneal epithelium showed four to five layers of stratification and was well differentiated. After conjunctival tissue removal from the cornea up to 3 mm outside the limbus and subconjunctival tissue treatment with 0.04% mitomycin C, cultivated allocorneal epithelium, including the AM carrier, was transplanted onto the corneal surface up to the limbus. Lamellar keratoplasty, using preserved donor graft without epithelium, was performed simultaneously for five chronic-phase patients showing corneal stromal scarring. Systemic immunosuppression was used to prevent allograft rejection. 

Results

 In all 13 eyes, the entire corneal surface, on which cultivated allocorneal epithelium had been placed, was free from epithelial defects 48 hours after surgery, indicating complete survival of the transplanted corneal epithelium. Visual acuity improved in all eyes after surgery, and 10 of the 13 eyes were restored to good vision (postoperative visual acuity improved two or more lines) 6 months after the operation. During the follow-up period (mean ± standard deviation, 11.2 ± 1.3 months), the corneal surfaces were clear, although three eyes experienced epithelial rejection. 

Conclusions

 Cultivated corneal epithelial transplantation using denuded AM as a carrier can be used for severe stem cell deficiencies.

Corneal endothelial cell (CEC) disorders, such as Fuchs's endothelial corneal dystrophy, induce abnormal corneal hydration and result in corneal haziness and vision loss known as bullous keratopathy. We investigated whether injection of cultured human CECs supplemented with a rho-associated protein kinase (ROCK) inhibitor into the anterior chamber could increase CEC density.We performed an uncontrolled, single-group study involving 11 persons who had received a diagnosis of bullous keratopathy and had no detectable CECs. Human CECs were cultured from a donor cornea; a total of 1×106 passaged cells were supplemented with a ROCK inhibitor (final volume, 300 μl) and injected into the anterior chamber of the eye that was selected for treatment. After the procedure, patients were placed in a prone position for 3 hours. The primary outcome was restoration of corneal transparency, with a CEC density of more than 500 cells per square millimeter at the central cornea at 24 weeks after cell injection. Secondary outcomes were a corneal thickness of less than 630 μm and an improvement in best corrected visual acuity equivalent to two lines or more on a Landolt C eye chart at 24 weeks after cell injection.At 24 weeks after cell injection, we recorded a CEC density of more than 500 cells per square millimeter (range, 947 to 2833) in 11 of the 11 treated eyes (100%; 95% confidence interval [CI], 72 to 100), of which 10 had a CEC density exceeding 1000 cells per square millimeter. A corneal thickness of less than 630 μm (range, 489 to 640) was attained in 10 of the 11 treated eyes (91%; 95% CI, 59 to 100), and an improvement in best corrected visual acuity of two lines or more was recorded in 9 of the 11 treated eyes (82%; 95% CI, 48 to 98).Injection of human CECs supplemented with a ROCK inhibitor was followed by an increase in CEC density after 24 weeks in 11 persons with bullous keratopathy. (Funded by the Japan Agency for Medical Research and Development and others; UMIN number, UMIN000012534 .).

Abstract Canonically, hormones are produced in the endocrine organs and delivered to target tissues. However, for steroids, the concept of tissue intracrinology, whereby hormones are produced in the tissues where they exert their effect without release into circulation, has been proposed, but its role in physiology/disease remains unclear. The meibomian glands in the eyelids produce oil to prevent tear evaporation, which reduces with aging. Here, we demonstrate that (re)activation of local intracrine activity through nicotinamide adenine dinucleotide (NAD + )-dependent circadian 3β-hydroxyl-steroid dehydrogenase (3β-HSD) activity ameliorates age-associated meibomian gland dysfunction and accompanying evaporative dry eye disease. Genetic ablation of 3β-HSD nullified local steroidogenesis and led to atrophy of the meibomian gland. Conversely, reactivation of 3β-HSD activity by boosting its coenzyme NAD + availability improved glandular cell proliferation and alleviated the dry eye disease phenotype. Both women and men express 3β-HSD in the meibomian gland. Enhancing local steroidogenesis may help combat age-associated meibomian gland dysfunction.