骨髓内皮祖细胞重建角膜内皮层的研究

临床上角膜内皮失代偿依靠角膜移植进行治疗，但存在供体缺乏，手术操作复杂，免疫排斥等难题；体外培养角膜内皮细胞移植也因细胞来源不足和无合适的载体而难以应用。寻找自体来源的干细胞和探索理想的构建方法来重建角膜内皮层是目前研究的方向和热点。本课题组在前期工作中对骨髓内皮祖细胞（EPC）进行了共培养体系的诱导和移植实验，初步的动物移植实验结果显示诱导的EPC能减轻角膜水肿。本研究拟优化共培养系统诱导EPC向角膜内皮细胞分化，并利用免疫磁珠连接目的细胞，通过前房注射辅以外加磁场做内皮导向，以清除了细胞的宿主自身后弹力层为细胞提供生长界面，观察EPC代替角膜内皮细胞移植的效果。本研究的成功将不仅解决角膜内皮层构建的种子细胞来源问题，真正实现免载体的自体细胞移植，同时解决了手术操作困难不稳定等问题，为在体角膜内皮层的构建以及临床上角膜内皮失代偿疾病的治疗提供了新的思路、理论基础和实验依据。

全世界每年约有100万以上的患者因为角膜内皮细胞功能失代偿而导致失明。目前治疗角膜内皮失代偿的有效方法是穿透性角膜移植，后板层移植和角膜内皮层移植，但现在世界范围内供体都严重缺乏。研究发现角膜内皮细胞并未退出细胞周期，分离培养后可以在体外扩增，但增殖能力十分有限。寻找合适的干细胞作为种子细胞进行角膜内皮层的修复十分有意义。使用传统组织工程方法，将种子细胞接种于材料上再移植回前房的方法对材料的透明性韧性可降解性生物安全性等都有十分高的要求。1.本课题组根据角膜内皮细胞特性（屏障作用，泵功能）成功分离培养了血管内皮的前体干细胞骨髓内皮祖细胞，对其进行鉴定并选择其作为种子细胞用于角膜移植。2.本课题组计划使用细胞移植方法而非传统组织工程方法进性角膜内皮层修复。课题设计把内皮祖细胞在体外培养后进行磁珠连接，在外加磁场的作用下可使其在液体中进行定向迁移。课题组经过反复实验不断改进在体外实验中成功使内皮祖细胞完全对抗重力作用粘附于培养皿的上壁，在体外验证此方法的可行性。3.动物实验中本课题组设计将磁珠连接的骨髓内皮细胞注射入内皮损伤模型动物的前房（后弹力层撕除的新西兰兔），然后加以磁力导向，使骨髓内皮祖细胞粘附角膜内皮层生长分化完成角膜内皮层修复。结果显示实验组兔角膜内皮修复较单纯细胞注射和空白对照组明显有效。上述成果整理后在中文核心期刊发表论文1篇，另有1篇英文论文撰写及准备投稿中。骨髓内皮祖细胞来源的细胞已验证有部分角膜内皮细胞特征分子的表达，其分化机制也在进一步研究探讨中。本课题研究为今后治疗角膜内皮失代偿提供新思路和新方法。另外在此项目的资助下本课题组对iPS细胞诱导为角膜内皮细胞的可行性进行了探索性研究，以及眼底方面的相关研究。. 在此项目的资助下课题组成员已在SCI收录的杂志《Invest Ophthalmol Vis Sci》上发表论文1篇，1篇论文在《Exp Eye Res》杂志审稿中。另有1篇中文论文审稿中。培养博士研究生2名，硕士研究生1名。