角膜基质干细胞通过调节角膜蛋白多糖-胶原蛋白修复病态角膜基质的机制研究

角膜上皮基底膜受到损伤时,角膜基质细胞激活﹑分化,细胞外基质改变,其中蛋白多糖的改变,胶原纤维有序排列的破坏,为造成角膜基质混浊的重要原因。实验表明当角膜基质层内的基质干细胞分化为角膜基质细胞时,能够再生透明角膜基质,提示其能够作为新的治疗方法应用于恢复角膜透明性。在此工作基础上本课题拟将1.分离培养的人/牛角膜基质干细胞移植到机械损伤的小鼠角膜基质,探索其应答损伤修复的机制,包括降解已存在的混浊角膜基质成分,再生透明角膜基质,重建角膜基质超微结构的机理,评价干预效果;2.结合基因治疗原理实施角膜基质干细胞的基因修饰,增强其降解浑浊角膜基质的能力,探索重度角膜基质混浊的修复方法;3.研究角膜基质干细胞是否可通过旁分泌机制拮抗角膜基质细胞凋亡,抑制炎症反应,从而在损伤急性期减少角膜基质细胞激活,抑制混浊角膜基质生成。本课题将为角膜基质干细胞应用于角膜混浊的临床治疗提供前期实验基础及理论依据。

角膜病盲是我国第二位致盲性眼病,角膜移植是其唯一治疗手段,我国角膜供体匮乏,故研究角膜损伤愈合,角膜混浊形成机制以及干细胞在其中作用机理;其他角膜混浊干预靶点十分必要.据新近干细胞旁分泌机制在组织损伤愈合中作用的发现,我们探讨了其对角膜基质细胞的影响.结果显示:间充质干细胞(MSC)分泌因子促进角膜基质细胞激活,抑制其凋亡,促进其迁移与细胞外基质(ECM)合成,MSC具有促进角膜损伤修复的潜能;MSC分泌一组与损伤愈合相关的细胞因子,为其促进损伤愈合的物质基础;MSC外泌体及其分泌因子提取物促进小鼠角膜机械与化学烧伤愈合,抑制角膜混浊形成,提示干细胞分泌因子的分离与制备可作为眼药用于角膜损伤治疗的潜能.且MSC可诱导分化为角膜基质细胞,优化分化条件,利用MSC合成正常角膜基质,促进角膜基质重建. .角膜混浊机理的研究,我们结果显示:PPARδ激活抑制细胞增生与ECM合成,降低炎症反应,提示其抑制角膜混浊的潜能;在大鼠角膜损伤中PPARδ配位体(GW)抑制角膜基质细胞增殖,减少纤维化ECM合成,降低角膜混浊形成;机理为GW通过激活PPARδ调控细胞周期蛋白,抑制角膜基质细胞增殖与移行及纤维化ECM合成以抑制角膜混浊形成,显示PPARδ可成为控制角膜混浊新治疗方案.另外,在我们既往研究基础上探讨4MU对角膜基质细胞透明质酸(HA)合成与炎症反应的调控.结果表明:4MU抑制LPS诱导的角膜基质细胞炎症反应;机理为通过抑制角膜基质细胞HAS2降低HA合成,抑制CD44与TLR4降低炎症因子IL-1/6/8产生.显示4MU抑制角膜炎症反应及角膜混浊的潜能,为控制角膜损伤炎症反应与角膜混浊的新治疗靶点..角膜上皮层位于眼球的最前端,损伤首先累及角膜上皮,我们研究结果表明:胸腺素β4(Tβ4)通过抑制细胞凋亡,促进抗氧化酶合成以提高角膜上皮细胞增殖与迁移,显示Tβ4对角膜上皮损伤具保护作用,可研发为促进角膜损伤愈合的眼药.另探讨了ROCK抑制剂(Y)与角膜内皮细胞损伤愈合,Y通过调控细胞周期蛋白的表达,提高角膜内皮细胞增值、粘附及移行,促进角膜内皮细胞损伤修复,显示Y可作为角膜内皮细胞保护剂..该研究项目已培养博、硕士研究生1、3名.发表SCI论文3篇,中华系列杂志3篇,眼科核心期刊2篇,另2篇已投稿SCI杂志,审稿中.研究结果亦在2013-15年全国眼科学会中以发言等形式交流.