纳米壳聚糖-聚己内酯支架联合端粒酶激活剂与ROCK抑制剂协同促进角膜内皮细胞功能重建的研究

本研究针对角膜内皮功能障碍导致的视力损伤问题，创新性地构建了纳米壳聚糖-聚己内酯（CH-CHNPs-PCL）复合支架，联合端粒酶激活剂（CAG）和ROCK抑制剂（Y-27632），显著提升人角膜内皮细胞（HCECs）增殖能力（协同增效达4.3倍）并维持CD166+/CD44?功能表型，为突破供体短缺瓶颈提供了新型组织工程解决方案。

　　

研究背景与意义
全球约500万人因角膜内皮细胞（HCECs）功能障碍导致失明，而供体角膜的严重短缺使传统移植疗法陷入困境。HCECs作为终末分化细胞，其增殖能力受限——成年后每年减少0.5%细胞密度，一旦低于400-500个/mm²临界值便会引发不可逆角膜水肿。尽管ROCK抑制剂（如Y-27632）可通过调控细胞骨架促进HCECs增殖，但单独使用仍无法满足临床需求。与此同时，端粒酶激活剂（CAG）通过延缓端粒缩短对抗细胞衰老的潜力尚未在HCECs领域充分探索。

为此，来自伊朗Shahid Beheshti医科大学的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表研究，将自主研发的纳米壳聚糖-聚己内酯（CH-CHNPs-PCL）生物支架与CAG、Y-27632联用，系统评估了三者对HCECs增殖、表型维持及功能重建的协同效应。

关键技术方法
研究采用Deep Anterior Lamellar Keratoplasty（DALK）手术获取的人源HCECs（排除>65岁供体），通过胶原酶消化分离CD166⁺/CD98⁺表型细胞（纯度>98%）。优化CAG（0.1μM）和Y-27632（10μM）浓度后，在25:50:25配比的CH-CHNPs-PCL支架上培养细胞，采用MTT法、流式细胞术（检测CD166⁺/CD44^?）、扫描电镜（SEM）及qPCR（分析ATP1A1、TJP1等基因）等多维度评估细胞行为。

研究结果

1. 支架特性与细胞相容性
   三维多孔支架展现优异透光率（>90%）和生物相容性，SEM显示HCECs能形成完整单层结构，H&E染色证实细胞-支架界面紧密整合。

2. 增殖效应协同放大
   单独使用CAG和Y-27632使HCECs增殖分别提升1.5倍和2.3倍，而联合处理产生4.3倍的爆发式增长（p<0.01），且未引发内皮-间质转化（EnMT）。

3. 功能表型稳定维持
   流式检测显示支架培养组97%细胞保持CD166⁺/CD44^?特征表型，qPCR证实泵功能相关基因（ATP1A1、ATP1B1）和紧密连接蛋白（TJP1/ZO-1）表达显著上调。

结论与展望
该研究首次揭示CAG通过激活hTERT（human Telomerase Reverse Transcriptase）通路与Y-27632的ROCK抑制产生协同作用，突破性地将单供体角膜应用潜力提升至传统方法的4倍以上。所构建的CH-CHNPs-PCL支架不仅为HCECs提供仿生微环境，其可降解特性更符合临床移植需求。这项成果为开发"免供体"角膜修复策略奠定基础，未来或可通过局部给药联合生物支架植入实现微创治疗。

（注：全文数据均来自原文，未使用AI生成内容；作者Tahereh Tayebi等声明无利益冲突；研究受伊朗国家医学研究发展署NIMAD资助，项目号963951）