Wnt信號通路調控角膜緣幹細胞治療角膜緣幹細胞缺乏症

摘要:

Wnt信號通路調控角膜緣幹細胞治療角膜緣幹細胞缺乏症

文題釋義:

Wnt信號通路:Wnt信號通路是一條高度保守的信號通路,在幹細胞調控中發揮重要作用。當細胞外Wnts與細胞膜上特異性受體Frizzled蛋白結合導致GSK3β失活,β-catenin在胞質中積累繼而向胞核轉位,標誌著Wnt通路被激活。β-catenin在細胞核中與轉錄因子Tcf /LEF結合啟動下游基因而發揮功能。

角膜緣幹細胞:角膜緣為角膜和結膜、鞏膜交界部分,角膜緣幹細胞存在於角膜緣的Vogt柵欄結構中,屬於單能幹細胞,在角膜損傷修復中發揮重要作用。角膜緣幹細胞缺乏是由於眼表各類損傷(化學傷、嚴重的感染等)或者基質微環境異常(先天性無虹膜、放射線所致角膜病)導致角膜上皮被結膜上皮侵犯和替代。

背景:Wnt信號通路在幹細胞的調控中發揮重要作用,但是其對於角膜緣幹細胞的調控作用尚不十分明確。

目的:探討Wnt信號通路對角膜緣幹細胞的調控作用及其在角膜緣幹細胞缺乏症治療中的療效。

方法:大鼠角膜緣組織中依次加入Dispase和Trypsin/EDTA進行消化,將消化後的角膜緣幹細胞懸液接種於3D-Matrigel微環境中培養,實驗組培養體系中加入Wnt信號通路激活劑氯化鋰(500 μmol/L),對照組不加氯化鋰,培養第7天qRT-PCR檢測角膜緣幹細胞中p63α、CK12、CEBPδ和Ki67的表達,免疫熒光染色檢測角膜緣幹細胞中β-catenin的表達。採用鹼燒傷法建立大鼠角膜緣幹細胞缺乏模型,治療組大鼠結膜下注射激活了Wnt信號通路的角膜緣幹細胞,對照組大鼠結膜下注射等量PBS,隨後每天使用裂隙燈觀察,治療後第4天取角膜緣組織進行免疫熒光染色、蘇木精-伊紅染色。

結果與結論:①角膜緣幹細胞在3D-Matrigel培養微環境中呈球形聚集生長,對照組角膜緣幹細胞中β-catenin呈陰性,實驗組角膜緣幹細胞中β-catenin在細胞漿和細胞核內聚集;②qRT-PCR結果顯示:對照組與實驗組之間乾性指標p63α、CK12和功能指標CEBPδ差異均無顯著性意義(P > 0.05);實驗組增殖指標Ki-67較對照組水平明顯升高,差異有顯著性意義(P < 0.05);③建立大鼠角膜緣幹細胞缺乏模型,治療組大鼠角膜組織混濁評分較對照組明顯減低,差異有顯著性意義(P < 0.05),角膜組織蘇木精-伊紅染色可見治療組大鼠角膜上皮細胞排列整齊,細胞大小較均一,修復情況較良好,免疫熒光結果顯示治療組大部分角膜上皮細胞中β-catenin在細胞漿以及細胞核內聚集,而對照組角膜上皮細胞中β-catenin僅是弱陽性,未見在胞漿聚集或者進核;④結果表明,Wnt信號通路的激活增強了角膜緣幹細胞的增殖能力,同時能夠維持細胞乾性,角膜緣幹細胞進入幹細胞自我更新狀態;激活Wnt信號通路後的角膜緣幹細胞可促進角膜緣幹細胞缺乏模型大鼠角膜上皮的修復,減輕角膜混濁程度;通過調控Wnt信號通路改變角膜緣幹細胞的功能特性可能成為治療角膜緣幹細胞缺乏症的新途徑。

ORCID: 0000-0003-0698-3653(韓波)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點:幹細胞;骨髓幹細胞;造血幹細胞;脂肪幹細胞;腫瘤幹細胞;胚胎幹細胞;臍帶臍血幹細胞;幹細胞誘導;幹細胞分化;組織工程

關鍵詞: Wnt信號通路, 角膜緣幹細胞, 角膜緣幹細胞缺乏症, 自我更新

文章來源: 韓 波, 楊 喆, 慄 靜, 張明昌.Wnt信號通路調控角膜緣幹細胞治療角膜緣幹細胞缺乏症 [J]. 中國組織工程研究, 2020, 24(7): 1057-1062.


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