感觉神经在小鼠角膜表型维持中的关键作用及其长期去神经化病理机制研究

本研究针对神经麻痹性角膜病变（neuroparalytic keratopathy）长期病理机制不明的科学问题，通过建立小鼠眼神经（ophthalmic nerve）严重凝固模型，系统分析了3-24个月后角膜上皮和基质的表型变化。研究发现去神经化导致角膜上皮角化（keratinization）和基质炎症持续长达2年，伴随修复型雪旺细胞（Schwann cells）、Sonic hedgehog（Shh）和galectin-3的异常表达，首次揭示了感觉神经缺失通过Wallerian变性（Wallerian degeneration）引发角膜稳态失衡的长期病理机制，为顽固性角膜病变治疗提供新靶点。

　　

背景与科学问题
角膜作为人体神经分布最密集的组织，其健康状态高度依赖感觉神经的调控。当三叉神经眼支（ophthalmic nerve/V1）受损时，会引发神经麻痹性角膜病变（neurotrophic keratopathy），表现为角膜上皮缺损、基质炎症和顽固性溃疡。尽管早在1891年Rose就报道了去神经化会导致严重角膜炎，但关于长期（>12个月）去神经化对角膜组织表型的影响机制仍是空白。临床观察显示，这类患者病程可长达数年且治疗困难，因此揭示长期去神经化对角膜细胞分化和微环境的影响具有重要临床意义。

研究设计与方法
和歌山医科大学的研究团队通过立体定向电解凝固术（stereotactic electrolytic coagulation）建立C57Bl/6小鼠眼神经严重损伤模型（使用18-gauge双极针），分别在3/12/24个月后分析角膜组织病理学变化。关键技术包括：

1. 角膜神经可视化：采用组织透明化技术结合Tuj1免疫荧光标记
2. 表型分析：通过角蛋白12（keratin 12/K12）、角蛋白1（keratin 1/K1）等标记评估上皮分化状态
3. 炎症监测：MPO（中性粒细胞标记）、F4/80（巨噬细胞标记）免疫组化
4. 基质重塑研究：α平滑肌肌动蛋白（αSMA）、keratocan等标记检测肌成纤维细胞转化

主要发现
3.1 角膜神经分布
Tuj1染色证实去神经化48小时后角膜神经纤维完全消失，3个月后仍无再生迹象。这与临床神经麻痹性角膜病变的不可逆性特征一致。

3.2 角膜病理改变
宏观观察显示去神经化角膜表面不规则角化（12-24个月），伴新生血管侵入。组织学显示：

• 上皮增厚（较对照增加3倍）且基底细胞增殖标志PCNA阳性率显著升高
• 基质结构紊乱，出现αSMA⁺
  肌成纤维细胞和胶原沉积

3.5 角膜表型丢失
标志性发现是角膜特异性角蛋白K12表达完全缺失，取而代之的是皮肤角化标志K1和SPRR1B（small proline-rich protein 1B）的上调，证实上皮发生表皮样化生（epidermal metaplasia）。

3.9 基质炎症机制
发现Sox10⁺
修复型雪旺细胞（repair Schwann cells）浸润，伴随：

• Shh信号通路激活（基质中Gli1⁺
  细胞增多）
• 炎症介质galectin-3在基质中弥漫性沉积
• 持续的中性粒细胞（MPO⁺
  ）和巨噬细胞（F4/80⁺
  ）浸润

3.8 基质特异性丧失
核心发现是角膜特异性蛋白keratocan在病变基质中表达缺失，而lumican保留，提示去神经化选择性地破坏了角膜基质细胞（keratocyte）的分化程序。

结论与意义
该研究首次系统阐明了眼神经去神经化导致角膜表型长期失衡的级联反应：

1. 病理轴心：Wallerian变性→修复型雪旺细胞激活→Shh/galectin-3介导慢性炎症→角膜干细胞微环境破坏
2. 临床转化价值：为神经麻痹性角膜病变提供了galectin-3和Shh等潜在治疗靶点
3. 理论突破：证实感觉神经不仅调控角膜上皮稳态，还是维持基质细胞分化的关键因素

这项发表于《The Ocular Surface》的研究为理解"神经-上皮-基质"三维对话机制建立了新范式，也为开发针对顽固性角膜病变的神经保护疗法提供了实验依据。