角膜缘植块在羊膜上培养传代对细胞表型的影响:探寻角膜缘干细胞缺乏症治疗新方向

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Experimental Eye Research 3.0

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  为解决角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)治疗难题,研究人员探究角膜缘植块传代对在人羊膜(hAM)上培养的角膜缘上皮干细胞(LESCs)表型的影响。结果发现传代改变细胞特性,或增强干细胞群。该研究为 LSCD 治疗提供新思路。

  在眼科领域,角膜上皮细胞的稳定对维持眼睛的透明和良好视觉功能至关重要。而这一切的背后,角膜缘上皮干细胞(Limbal Epithelial Stem Cells,LESCs)功不可没,它们静静待在角膜缘上皮的基底层,时刻准备为角膜上皮的再生贡献力量。可当眼部遭遇化学烧伤、热烧伤等严重状况时,LESCs 就会 “受伤”,无法正常工作,进而引发角膜缘干细胞缺乏症(Limbal Stem Cell Deficiency,LSCD)。LSCD 患者的眼睛会反复出现上皮糜烂,结膜组织还会 “跑” 到不该去的地方,血管也异常生长,严重影响视力,给患者带来极大痛苦。
目前,利用组织工程技术在体外扩增 LESCs 并移植到受损眼表,被视为治疗 LSCD 最有希望的方法之一。其中,人羊膜(human Amniotic Membrane,hAM)凭借其能模拟细胞天然微环境的优势,成为培养 LESCs 的优质 “土壤”。不过,从少量活检组织中获取大量细胞的常用方法 —— 传代,却存在一些问题。它可能会让细胞的特性发生改变,还会降低干细胞的扩增能力和自我更新潜力。在这样的背景下,为了找到更有效的 LSCD 治疗方案,来自多库兹埃尤尔大学(Dokuz Eylül University)的研究人员展开了一项关键研究,他们聚焦于角膜缘植块传代对在 hAM 上培养的 LESCs 表型的影响,相关成果发表在《Experimental Eye Research》上。

研究人员开展此项研究时,采用了多种关键技术方法。首先,在获取样本方面,他们在体外进行实验,且所有操作都经过当地(多库兹埃尤尔大学)伦理委员会批准(批准号:47/2011) ,严格遵循《赫尔辛基宣言》和《ARVO 动物研究使用声明》的伦理原则。其次,在细胞计数环节,他们利用血细胞计数器对不同传代培养 12 天后的细胞进行计数;最后,通过免疫细胞化学和逆转录定量聚合酶链反应(RT-qPCR)来检测与 LESCs 相关的标记物(ABCG2、P63、CK14、CXCR4、BMI-1 和波形蛋白)以及分化的 LESCs 标记物(CK3 和连接蛋白 43)。

下面来看具体的研究结果:

  • 细胞产量:经过 12 天的培养,研究人员发现,角膜缘植块在 hAM 上传代培养时,第 0 代、第 1 代和第 2 代扩增的细胞数量分别为 153,333 ± 35,119、360,000 ± 43,589、173,333 ± 51,316。其中,第 1 代的细胞产量显著高于其他代(p <0.05) ,不过第 1 代和第 2 代的细胞产量并无显著差异(p> 0.05)。这表明在传代过程中,第 1 代在细胞数量的增长上具有明显优势。
  • 免疫细胞化学分析:CK14 阳性细胞在各代中的数量较为相似;波形蛋白阳性细胞在第 0 代时数量最少,第 1 代时最多;CK3 阳性细胞则在第 0 代时数量最多。这些结果说明不同代次的细胞在某些蛋白表达上存在差异,反映出细胞特性随着传代发生了变化。
  • RT-qPCR 分析:CK3 和连接蛋白 43 的表达在第 0 代细胞中明显高于第 2 代细胞;而 CXCR4 和 BMI-1 的表达在第 1 代细胞中显著高于第 0 代细胞。这进一步从基因表达层面揭示了不同代次细胞的差异,为了解细胞在传代过程中的变化提供了更深入的信息。

综合研究结果,研究人员得出结论:角膜缘植块在 hAM 上传代培养会使细胞呈现出不同的特性。传代后细胞中 CK3 表达减少、ABCG2 表达增加,这暗示传代有可能增加体外在 hAM 上培养的角膜缘植块中的干细胞数量。

在讨论部分,研究人员指出,尽管目前利用组织工程技术体外扩增 LESCs 治疗 LSCD 是很有前景的策略,但在优化体外扩增方式和确定 LESCs 分子标记物方面,仍有许多研究工作要做。而本次研究对传代影响的探索,为后续进一步优化治疗方案、更深入了解 LESCs 特性提供了重要依据,有助于推动 LSCD 临床治疗的发展,为众多 LSCD 患者带来新的希望。

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