CD11c+树突状细胞通过IL-23促进角膜上皮神经再生的作用及分子机制研究

Corneal sensory nerve is important for supporting the normal structure and function of cornea. Disturbed corneal nerve regeneration may result in neurotrophic keratopathy, which is the difficult problem in the treatment of corneal disease. With the involvement of immune cells and molecules, inflammatory response participates in the regulation of corneal nerve regeneration. However, the molecular mechanism is still unclear. Previous studies confirmed the regulatory roles of dendritic cells in corneal inflammatory diseases, and its cytokine, IL-23, might be a key factor in corneal nerve regeneration. Hence, we proposed this scientific problem, "Research on the molecular mechanism of corneal nerve regeneration mediated by CD11c+ dendritic cells and IL-23 production". And the contribution of CD11c+ dendritic cells and IL-23 to sensory nerve regeneration was investigated in the murine cornea using a model of corneal abrasion that removes the stratified epithelium and subbasal nerve plexus. The results of this project will demonstrate a previously unrecognized beneficial role for the inflammatory cascade involving CD11c+ dendritic cells and IL-23 in corneal nerve regeneration. This study will suggest a new molecule or cell-based therapeutic strategy for neurotrophic keratopathy and corneal inflammatory diseases.

角膜内感觉神经对维持角膜正常的功能和完整的结构具有重要的作用。角膜上皮神经再生障碍所导致的神经营养性角膜病变是目前角膜疾病治疗的难点。免疫细胞及分子介导的免疫炎性反应参与受损角膜上皮神经再生的调控，但其具体的作用及分子机制尚不明确。前期研究证实，树突状细胞在角膜炎性疾病中有重要的免疫调控作用，其细胞因子IL-23可能是促进角膜上皮神经再生的分子通路中的关键因子。因此本项目提出“CD11c+树突状细胞通过IL-23促进角膜上皮神经再生的作用及分子机制研究”的科学问题，以角膜中央上皮损伤为模型，拟对CD11c+树突状细胞参与角膜上皮神经再生的多步骤免疫级联反应进行研究，明确CD11c+树突状细胞通过IL-23促进角膜上皮神经再生的作用及分子机制。本研究结果将为受损角膜神经再生、神经营养性角膜上皮病变的治疗及角膜炎性疾病的干预提供新的思路和理论依据。

本项目在前期研究的基础上，以角膜中央上皮损伤为模型，对CD11c+树突状细胞对角膜上皮神经再生的作用及分子机制进行初步的研究，揭示CD11c+树突状细胞促进角膜上皮神经再生的多步骤免疫级联反应，研究发现：角膜上皮损伤后，角膜缘血管内皮细胞所产生的趋化因子CX3CL1，促使CD11c+MHCII+CX3CR1+活化成熟树突状细胞聚集参与损伤触发的免疫炎性反应。之后，利用CD11c-DTR小鼠特异性剔除其角膜内CD11c+树突状细胞，对受损角膜上皮神经再生速度进行量化分析，证实CD11c+树突状细胞缺失导致角膜上皮神经再生障碍。而树突状细胞过继转移实验使角膜上皮神经修复再生显著增加，充分证实CD11c+树突状细胞具有促进角膜上皮神经再生的作用。角膜损伤后84.07±3.49%的树突状细胞高表达IL-23，分别利用IL-23敲除小鼠，IL-23重组蛋白眼表滴注等方法，证实CD11c+树突状细胞通过IL-23首先对IL-23R+γδT细胞及其细胞因子白介素IL-17A具有调节作用，进而促进角膜上皮损伤神经修复再生。其中，γδT细胞为树突状细胞通过IL-23促进上皮神经再生的重要效应细胞。最后，研究发现，角膜内γδT细胞激活后产生IL-17A，促使中性粒细胞在角膜上皮层和基质层大量聚集，而中性粒细胞的的数量与角膜上皮神经修复再生的程度成正相关，进一步研究发现，中性粒细胞可能通过向受损神经区域递送VEGF-A发挥促角膜上皮神经再生的作用（面上项目会进一步进行阐述）。我们的研究构建了角膜上皮神经修复再生相关的炎性反应细胞分子网络，研究结果将对促进角膜神经再生、治疗神经营养性角膜上皮病变具有重要意义，将为干预失调性或破坏性免疫炎性反应及角膜移植、角膜干细胞移植引起的免疫排斥等角膜相关炎性疾病的治疗提供理论基础。在该项目资助下，项目组进行了广泛的国内学术交流和合作(应邀在全国眼科学学术大会、中国眼科学和视觉科学研究大会做大会发言、第十届世界分子与细胞生物学大会做特邀发言)；课题负责人获亚太区视觉与眼科学研究学会-最具转化潜力奖；培养硕士研究生1名，在读研究生中博士后1名、博士1名、硕士3名；发明专利1项，总结论文3篇，发表SCI论文1篇，修回2篇，获得国家自然基金面上项目1项。