近日，浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院眼科中心姚克教授團隊聯(lián)合浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院余路陽教授團隊在國際權(quán)威期刊Advanced Healthcare Materials 在線發(fā)表了題為“Biomimetic Corneal Stroma for Scarless Corneal Wound Healing via Structural Restoration and Microenvironment Modulation”的一項研究。
該研究借助于組織工程學(xué)手段，將圍產(chǎn)期干細胞來源的角膜基質(zhì)細胞與水凝膠相結(jié)合，開發(fā)出一種具有免疫調(diào)節(jié)功能的仿生角膜基質(zhì)，為改善角膜損傷預(yù)后和減少角膜致盲提供了新的策略。
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研究背景
據(jù)統(tǒng)計，全球3600萬失明人群中約三分之一為角膜盲患者。角膜損傷后容易形成瘢痕組織，并進一步發(fā)展為角膜盲，嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量，造成社會負擔(dān)。角膜移植是恢復(fù)角膜透明度的最有效方法，然而供體嚴(yán)重匱乏，使得角膜移植難以開展。當(dāng)前研究多集中在如何重建角膜結(jié)構(gòu)，卻往往忽視了改善視覺質(zhì)量的重要性。因此，開發(fā)出一種有效促進角膜修復(fù)，同時能夠抑制角膜瘢痕形成的技術(shù)手段，仍是亟待解決的科學(xué)問題。
全新治療策略
在該研究中，作者選用了一種具有免疫調(diào)節(jié)功能以及低免疫原性的新型圍產(chǎn)期干細胞——人羊膜上皮干細胞。通過建立無血清的定向誘導(dǎo)分化體系，從臨床級別的人羊膜上皮干細胞中誘導(dǎo)分化出角膜基質(zhì)細胞（如圖1）。分化后的細胞除了獲得角膜基質(zhì)細胞的特異性表型外，還保留了免疫調(diào)節(jié)特性，能有效調(diào)控角膜損傷微環(huán)境。此外，作者制備了一種可光固化的、具有良好生物相容性的明膠基水凝膠作為細胞支架，用于構(gòu)建仿生角膜基質(zhì)治療角膜損傷（如圖2）。
圖1. 從羊膜上皮干細胞中誘導(dǎo)分化出角膜基質(zhì)細胞的體系
圖2. 仿生角膜基質(zhì)的構(gòu)建過程及工作機制示意圖
研究結(jié)果
在新西蘭兔角膜損傷模型中，無需借助縫線或纖維蛋白膠，仿生角膜基質(zhì)便能在原位填充角膜缺損，迅速恢復(fù)角膜結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，加快損傷愈合。同時，仿生角膜基質(zhì)中的基質(zhì)細胞通過分泌蛋白聚糖和抑制炎癥級聯(lián)反應(yīng)，有效重塑角膜損傷后的組織微環(huán)境，抑制約75%的角膜瘢痕形成，改善視覺質(zhì)量（如圖3）。
圖3. 仿生角膜基質(zhì)在兔角膜損傷模型中的應(yīng)用及療效評估
轉(zhuǎn)化前景
綜上所述，這項研究成功開發(fā)了新型仿生角膜基質(zhì)，能夠快速填補角膜損傷，促進角膜的少瘢痕化修復(fù)，為角膜損傷后提高視覺質(zhì)量提供了新的解決方案，具有可觀的轉(zhuǎn)化前景。
浙大二院眼科中心為本研究的第一單位。浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院余路陽教授、浙大二院眼科中心姚克教授和韓海杰研究員為本文共同通訊作者。浙二眼科中心博士研究生黃佳男和浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士研究生蔣拓穎為論文共同第一作者。本研究受到國家重點研發(fā)專項、國家自然科學(xué)基金項目、浙江省領(lǐng)雁計劃項目等的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adhm.202302889
浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院眼科中心 浙江大學(xué)眼科醫(yī)院