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角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)治疗面临供体短缺和移植排斥风险。研究人员开展调节性 T 细胞(Tregs)对 LSCD 治疗潜力的研究。结果显示 Tregs 可有效治疗轻中度 LSCD,增强角膜缘干细胞(LSCs)功能。这为 LSCD 治疗提供新方向。
眼睛是心灵的窗户,然而角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)却如同窗户上的污渍,严重影响着人们的视力健康。LSCD 是由于角膜缘干细胞(LSCs)的缺失或功能障碍引起的,会导致角膜上皮无法正常再生,进而引发角膜新生血管、瘢痕形成等一系列问题,最终导致视力下降甚至失明。目前,LSCD 的主要治疗方法是角膜缘组织或细胞移植,但这种方法面临着供体稀缺和免疫排斥等难题,就像在黑暗中摸索,急需新的曙光。
为了攻克这一难题,上海交通大学医学院附属第九人民医院的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们聚焦于调节性 T 细胞(Tregs),试图挖掘其对 LSCD 的治疗潜力。经过不懈努力,研究取得了令人瞩目的成果,相关论文发表在《iScience》上,为 LSCD 的治疗带来了新的希望。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们建立了碱烧伤诱导的小鼠 LSCD 模型,通过这个模型模拟不同程度的 LSCD 病情。同时,采用细胞共培养技术,将人源 Tregs 与 LSCs 共同培养,以此探究 Tregs 对 LSCs 功能的直接影响。此外,RNA 测序技术也发挥了重要作用,帮助研究人员全面分析 LSCs 在与 Tregs 共培养前后的基因表达变化 。
下面让我们深入了解一下研究的具体结果:
- Tregs 对不同程度 LSCD 的治疗效果:研究人员利用小鼠碱烧伤诱导的角膜缘损伤模型,对 Tregs 进行结膜下注射。结果发现,Tregs 能有效治疗轻度和中度 LSCD。在轻度 LSCD 模型中,Tregs 注射后角膜透明度迅速改善,角膜混浊评分显著降低;中度 LSCD 模型中,Tregs 治疗同样能使角膜混浊评分明显下降,角膜水肿和上皮缺损得到缓解。然而,在严重 LSCD 模型中,Tregs 的治疗效果大打折扣,这表明 Tregs 的组织修复能力可能与残留健康 LSCs 的数量有关。
- Tregs 对 LSCs 迁移能力的影响:通过体外实验,研究人员将原代人 LSCs 与健康供体外周血单个核细胞(PBMCs)来源的人 Tregs 进行共培养。划痕实验结果显示,与 Tregs 共培养的 LSCs 迁移速度明显加快,在 6 小时和 12 小时时伤口闭合率显著提高,这充分说明 Tregs 具有促进 LSCs 迁移的潜力。
- Tregs 对 LSCs 干性和分化潜能的影响:免疫荧光染色和 RT-qPCR 分析结果表明,与 Tregs 共培养能够显著增加 LSCs 中干性标记物(如 ΔNp63α、ABCG2、CK14 和 CK19)的表达,同时减少角膜上皮分化标记物(CK3 和 CK12)的表达。此外,Tregs 共培养还提高了 LSCs 的集落形成能力,这意味着 Tregs 有助于维持 LSCs 的干性,抑制其分化。
- Tregs 对 LSCs 增殖能力的影响:一系列实验表明,与 Tregs 共培养的 LSCs 增殖能力显著增强。EdU 掺入实验和 Ki67 免疫荧光染色结果显示,Tregs 共培养组中处于 S 期的细胞比例和 Ki67 阳性细胞率均明显高于对照组。CCK-8 实验也表明,Tregs 共培养的 LSCs 在 24 小时后增殖速率显著提高,并且在 96 小时内一直保持较高水平。
- Tregs 对 LSCs 功能相关基因的调控:RNA 测序分析发现,与对照组相比,与 Tregs 共培养的 LSCs 中有 623 个基因表达上调,200 个基因表达下调。这些差异表达基因涉及细胞黏附、迁移、增殖、细胞周期、凋亡等多个过程。例如,Tregs 共培养导致黏附相关基因、迁移相关基因、增殖相关基因、细胞周期相关基因和抗凋亡基因等表达上调,而分化相关基因和血管生成相关基因表达下调 。
- AREG 在 Tregs 治疗 LSCD 中的作用:研究人员构建了 AREG 基因敲除小鼠,并分离出 AREG-/- Tregs(TregKO)。将 TregKO、野生型 Tregs(TregWT)或 PBS 分别注射到中度 LSCD 小鼠体内。结果显示,与 TregWT相比,TregKO治疗的小鼠角膜透明度恢复较慢,上皮缺损恢复率也较低,角膜厚度减少的能力明显下降。这表明 AREG 是 Tregs 治疗 LSCD 的关键因子。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:Tregs 能够通过促进 LSCs 的迁移、增殖和维持干性,有效改善 LSCD 相关的眼部损伤,AREG 在这一过程中发挥了至关重要的作用。然而,研究也存在一些局限性,如观察期较短,未对体内注射 Tregs 后残留 LSCs 的增殖和迁移进行检测,以及对 Tregs 与 LSCs 相互作用的机制和信号通路有待进一步深入研究等。
尽管如此,这项研究仍然意义重大。它首次揭示了 Tregs 对 LSCs 功能的直接调控作用,为 LSCD 的治疗提供了全新的思路和潜在的治疗方法。未来,研究人员可以在此基础上,进一步优化 Tregs 治疗方案,例如增强 Tregs 的功能,探索 Tregs 与干细胞联合治疗的可能性等,有望为 LSCD 患者带来更有效的治疗手段,让他们重见清晰世界。