兔眼缘干细胞缺乏模型中不同异体眼缘移植技术对眼表修复的比较分析

《Scientific Reports》：Comparative analysis of ocular surface restoration following different techniques of allogeneic limbal transplantation in a rabbit model of limbal stem cell deficiency

　　

摘要

本研究旨在比较不同异体角膜缘移植技术在机械性诱导的角膜缘干细胞缺乏症兔模型中促进上皮再生的效果。通过360°去除角膜缘上皮的机械性清创术，在18只新西兰白兔的左眼诱发角膜缘干细胞缺乏症。损伤发生后，通过临床检查、裂隙灯成像以及眼前段光学相干断层扫描，监测这些兔眼的角膜混浊程度、血管生成情况以及上皮缺损状况。清创术后四周，15只兔子接受了三种移植手术中的一种：异体单纯角膜缘上皮移植（allo-SLET）（n=5）、结膜角膜缘移植物移植（CLAL）（n=5）以及异体培养角膜缘上皮移植（allo-CLET）（n=5），这些移植所使用的供体组织来自荷兰环颈兔。移植后的效果在12周内持续评估。研究结束时，通过对角膜组织进行免疫荧光染色，检测角膜上皮标志物CK3和结膜上皮标志物CK19的表达情况。同时，还通过qRT-PCR技术检测上皮特异性标志物CK12、CK14、CK19、干细胞标志物ABCG2以及肌成纤维细胞标志物α-SMA的表达水平。与18只健康对照兔眼相比，3只未经处理的角膜缘干细胞缺乏症兔眼的角膜存在明显混浊、血管生成现象，且上皮厚度降低。三种移植方法在12周内均实现了上皮完全再生，且其角膜混浊程度和血管生成指标均低于未经处理的对照组。与角膜缘干细胞缺乏症对照组相比，allo-SLET从第3周开始就能显著提升中央角膜上皮厚度（CCET）（p≤0.01），而allo-CLET在移植后早期就能显示出显著改善效果（p≤0.05）；相比之下，CLAL在任何时间点均未表现出统计学意义上的CCET改善。免疫荧光检测结果显示，角膜上皮表型得到恢复，CK3再次表达，而CK19蛋白则仅分布在角膜缘周边区域。qRT-PCR检测显示，所有组的祖细胞标志物CK14表达均显著上升（p≤0.05至p≤0.0001），其中仅allo-CLET组的α-SMA表达显著升高（p<0.01），各组的ABCG2表达则无显著变化。移植后未观察到急性移植物排斥反应或上皮缺损复发的临床迹象。这项研究首次在角膜缘干细胞缺乏症兔模型中直接比较了allo-SLET、allo-CLET和CLAL三种移植方法的疗效。研究结果表明，这三种异体移植方法都能恢复眼表完整性；但在12周的观察期内，allo-SLET和allo-CLET的CCET恢复效果优于CLAL。这些结果凸显了以上皮修复为目标的异体角膜缘移植策略在治疗双侧角膜缘干细胞缺乏症方面的优势，同时也为了解眼表修复的生物学机制提供了重要线索。