角膜缘干细胞移植后内外源性干细胞归巢行为及调控机制的研究

Stem cell transplantation is one of the promising treatments of cornea limbal stem cell deficiency (LSCD). To get effective treatment number of limbal stem cells is difficult, and the mechanism of therapeutic action is unknown, therefore research cell homing that for body cells toward repair tissue is saving cells and clarify critical of the treatment mechanism. Limbal stem cell homing and regulatory mechanism has not yet been found in the reports, our previous studies have demonstrated that the homing behavior of its existence. This topic is to be adopted in vitro and in vivo corneal homing model established, limbal stem cell sorting and fluorescently label. The main experiments factors are pure stem cells inoculated group, SDF-1/CXCR4 the blockers intervention group, limbal stem cell deficiency group. Through the methods of morphology, cell tracking, SDF-1/CXCR4 detection and derived stem cell sorting, stem cell migration, homing and ocular surface repair were observed. Study is played on the endogenous and exogenous limbal stem cells migrate homing behavior and SDF-1/CXCR4 axis homing role. This study is beneficial to explore stem cell homing behavior and regulation of homing factors, full use of limited cells, improve the efficacy of transplantation to clarify the mechanism of stem cell transplantation in the treatment, to broaden new areas of research and treatment for ocular surface reconstruction.

干细胞移植是治疗角膜缘干细胞缺乏症极具希望前景的方法，但有效治疗数量的角膜缘干细胞获取困难，且治疗作用机理不明，因此研究细胞归巢即供体细胞走向修复组织是节约细胞、阐明治疗机制的关键因素。角膜缘干细胞的归巢行为及调控机制目前尚未见诸于报道，我们的前期研究已证实其的确存在归巢行为。本课题拟通过建立体内外干细胞归巢模型，用自创平板离心法将角膜缘干细胞分选后荧光标记，通过干细胞接种于归巢模型、SDF-1/CXCR4阻断剂干预、单纯角膜缘干细胞缺乏观察，用形态学、细胞示踪、SDF-1/CXCR4检测、内源性干细胞分选等项目观察干细胞的移行、归巢、干性维持及眼表的重建修复，研究内、外源性角膜缘干细胞迁移归巢行为及SDF-1/CXCR4轴归巢调控作用。本研究利于探讨干细胞的归巢行为及归巢调控因素，充分利用有限的细胞，提高移植疗效，阐明干细胞移植治疗的作用机理，为眼表重建拓宽新的研究领域和治疗方法。

角膜缘干细胞缺乏严重危及视力，使角膜上皮失去再生和修复的能力，由该病所致失明者在角膜盲患者中占相当的比例。干细胞移植进行眼表功能重建成为当前极具希望前景的治疗方法。但角膜材料的短缺导致治疗非常困难,因此关于干细胞移植的研究作为一个紧迫的课题被提上日程。干细胞数量稀缺、来源局限，促进干细胞走向组织修复的第一步即归巢是提高移植效率的关键。研究发现，可通过调节基质细胞衍生因子-1(SDF-1，stromal derived factor 1)与其受体CXCR4（CXC chemokine receptor 4）轴来控制干细胞的迁移方向、迁移部位，以达到组织再生重建的目的，为更高效，安全的调控干细胞迁移提供了可能性。在多种组织器官损伤后再生修复时，SDF-1/CXCR4轴所介导的骨髓干细胞迁移归巢发挥了重要作用，在骨髓干细胞移植中已经临床应用。现有研究证实，SDF-1／CXCR4轴可能是多种细胞归巢的共同通路，干细胞只对SDF-1／CXCR4配体显示出反应性的移动，该轴在干细胞归巢的过程中起着决定性的作用。已有研究结果显示SDF-1／CXCR4在角膜组织中表达，但对于角膜缘干细胞的归巢SDF-1／CXCR4轴是否发挥作用则尚属未知。我们详细研究了体外角膜上SDF-1和CXCR4在角膜中央区，旁中央区和角膜缘的分布。研究显示SDF-1主要表达于角膜缘区的上皮层，CXCR4主要表达于角膜旁中央区和角膜缘区的上皮层和基底层。我们建立了角膜缘干细胞缺乏动物模型，在为期一个月的观察中，检测了角膜缘干细胞缺乏组和角膜局部应用SDF-1／CXCR4阻断剂AMD3100组外周血中SDF-1／CXCR4的成份变化，外周血中成体干细胞和骨髓源性的干细胞动员的变化情况。研究结果显示：角膜局部应用SDF-1／CXCR4阻断剂AMD3100导致血液中SDF-1和CXCR4的成份含量增加，动员的干细胞成份增加。.该研究结果表明，结膜囊滴加SDF-1／CXCR4阻断剂AMD3100可以有效阻断SDF-1／CXCR4轴的诱导作用，将SDF-1和CXCR4滞留于血液中，动员的干细胞也滞留于血液中，干细胞不能有效向角膜损伤部位归巢。因此，该项研究表明(1)在角膜缘干细胞缺乏中血液中的内源性干细胞确实有了动员迁移作用；（2）SDF-1／CXCR4轴在角膜损伤的修复中发挥着切实的作用。