Wnt信号通路调控角膜缘干细胞治疗角膜缘干细胞缺乏症

摘要：

文题释义：

Wnt信号通路：Wnt信号通路是一条高度保守的信号通路，在干细胞调控中发挥重要作用。当细胞外Wnts与细胞膜上特异性受体Frizzled蛋白结合导致GSK3β失活，β-catenin在胞质中积累继而向胞核转位，标志着Wnt通路被激活。β-catenin在细胞核中与转录因子Tcf/LEF结合启动下游基因而发挥功能。

角膜缘干细胞：角膜缘为角膜和结膜、巩膜交界部分，角膜缘干细胞存在于角膜缘的Vogt栅栏结构中，属于单能干细胞，在角膜损伤修复中发挥重要作用。角膜缘干细胞缺乏是由于眼表各类损伤(化学伤、严重的感染等)或者基质微环境异常(先天性无虹膜、放射线所致角膜病)导致角膜上皮被结膜上皮侵犯和替代。

背景：Wnt信号通路在干细胞的调控中发挥重要作用，但是其对于角膜缘干细胞的调控作用尚不十分明确。

目的：探讨Wnt信号通路对角膜缘干细胞的调控作用及其在角膜缘干细胞缺乏症治疗中的疗效。

方法：大鼠角膜缘组织中依次加入Dispase和Trypsin/EDTA进行消化，将消化后的角膜缘干细胞悬液接种于3D-Matrigel微环境中培养，实验组培养体系中加入Wnt信号通路激活剂氯化锂(500μmol/L)，对照组不加氯化锂，培养第7天qRT-PCR检测角膜缘干细胞中p63α、CK12、CEBPδ和Ki67的表达，免疫荧光染色检测角膜缘干细胞中β-catenin的表达。采用碱烧伤法建立大鼠角膜缘干细胞缺乏模型，治疗组大鼠结膜下注射激活了Wnt信号通路的角膜缘干细胞，对照组大鼠结膜下注射等量PBS，随后每天使用裂隙灯观察，治疗后第4天取角膜缘组织进行免疫荧光染色、苏木精-伊红染色。

结果与结论：①角膜缘干细胞在3D-Matrigel培养微环境中呈球形聚集生长，对照组角膜缘干细胞中β-catenin呈阴性，实验组角膜缘干细胞中β-catenin在细胞浆和细胞核内聚集；②qRT-PCR结果显示：对照组与实验组之间干性指标p63α、CK12和功能指标CEBPδ差异均无显著性意义()；实验组增殖指标Ki-67较对照组水平明显升高，差异有显著性意义()；③建立大鼠角膜缘干细胞缺乏模型，治疗组大鼠角膜组织混浊评分较对照组明显减低，差异有显著性意义()，角膜组织苏木精-伊红染色可见治疗组大鼠角膜上皮细胞排列整齐，细胞大小较均一，修复情况较良好，免疫荧光结果显示治疗组大部分角膜上皮细胞中β-catenin在细胞浆以及细胞核内聚集，而对照组角膜上皮细胞中β-catenin仅是弱阳性，未见在胞浆聚集或者进核；④结果表明，Wnt信号通路的激活增强了角膜缘干细胞的增殖能力，同时能够维持细胞干性，角膜缘干细胞进入干细胞自我更新状态；激活Wnt信号通路后的角膜缘干细胞可促进角膜缘干细胞缺乏模型大鼠角膜上皮的修复，减轻角膜混浊程度；通过调控Wnt信号通路改变角膜缘干细胞的功能特性可能成为治疗角膜缘干细胞缺乏症的新途径。