血管紧张素转化酶II阳性干细胞分化成角膜树突状细胞的类型和功能的研究

Bone marrow stem cells (BMSCs) derived dendritic cells (DCs) are most efficient antigen-presenting cells (APCs) which control immune responses. The cornea is endowed with different types and subsets resident dendritic cells. They are considered to be derived from BMSCs and play a critical role in corneal transplant rejection and viral keratitis. Angiotensin-converting enzyme 2-positive (ACE2+) stem cells, a novel subset of bone marrow-derived stem cells found in severe acute respiratory syndrome (SARS)-infected patients, can be differentiated into DCs by induction in vitro. The phenotypic and functional features of corneal DCs derived from ACE2+ stem cells are needed to be assessed in corneal transplant rejection and viral keratitis. This project will investigate the related factors that move ACE2+ stem cells from blood to cornea, and some major signaling pathways that induce ACE2+ stem cells the differentiating into different resident DCs in cornea and these DCs apoptosis in herpes simplex virus-1 (HSV-1) infection through the mice models of corneal graft rejection and herpes simplex keratitis built up on the GFP ACE2+ stem cell-bone marrow chimera mice. This project will reveal that depletion of ACE2+ stem cells is useful to abating and preventing corneal graft rejection. The evidences from this study are also useful to elucidate the pathogenesis of herpes simplex keratitis.

树突状细胞(DCs)来源于骨髓干细胞，是最有效的抗原提呈细胞，控制着机体的免疫反应。角膜天生被赋于来源于骨髓干细胞的多种表型的DCs，在角膜移植排斥和病毒性角膜炎发生中起着重要作用。血管紧张素转化酶II阳性（ACE2+）干细胞是从SARS发病机理研究中发现的来源于骨髓的干细胞，能在体外诱导分化成DCs，但不知它在角膜内分化成哪些表型的DCs，是否与角膜移植排斥和病毒性角膜炎的发生有关。本项目拟通过GFP ACE2+干细胞嵌合骨髓小鼠建立角膜移植排斥和I型单纯疱疹病毒性（HSV-1）角膜炎模型，研究诱使ACE2+干细胞进入角膜的因素和促进ACE2+干细胞分化成各种表型DCs及感染HSV-1后凋亡的相关信号通路，探讨去除血中ACE2+干细胞能减轻或避免角膜移植排斥发生的可能性，为临床上角膜移植排斥的防治提供新的方法，并为难治性单纯疱疹病毒性角膜炎的发病机制提供可靠的理论依据。

本课题的目的在于证明角膜中的树突状细胞（DCs）是来源于骨髓中血管紧张素转化酶II阳性（ACE2+ ）干细胞，能够促进角膜移植排斥反应，并作为HSV-1感染的靶细胞参与单纯疱疹病毒性角膜炎的发病。探讨去除血中ACE2+干细胞以减轻或避免角膜移植排斥发生的可能性，并为难治性单纯疱疹病毒性角膜炎的发病机制提供可靠的理论依据。通过建立mT/mG;Krt12-Cre和mT/mG;Kera-Cre转基因鼠模型，在角膜上皮，我们发现确实有非GFP/Krt12+细胞的存在，呈角膜周围片状密集、中央散在的方式分布，但这些非GFP/Krt12+细胞并非树突状，形态与GFPP/Krt12+细胞相似，是具有干细胞功能的表达Krt14的角膜上皮细胞。在角膜基质，我们发现存在GFP/Kera+和非GFP/Kera+的树突状细胞，呈散在的方式分布，然而它们表达Aldh3a1或神经内分泌细胞的标志，属角膜基质细胞和尚未被发现的神经内分泌细胞。因此我们认为正常角膜不存在DCs。我们将进一步研究Krt14+上皮细胞及GFP/Kera+和非GFP/Kera+角膜基质细胞在角膜损伤修复和新生血管形成中的作用。我们也研究了角膜基质细胞在新生血管形成中的作用。通过碱烧伤诱导的角膜新生血管模型，我们发现了角膜基质细胞是角膜中表达MMP13的主要细胞，能通过VEGFc/VEGFr3诱导的MMP13表达，直接降解Ⅰ型胶原创造角膜基质空间促进角膜新生血管的形成，揭示了角膜角膜新生血管形成的新的机制。我们还研究了长期使用含反腐剂苯扎氯胺（BAC）滴眼液对结膜的影响。通过体内外实验检测ECM、COX-2 and TGF-β1/Smad3信号通路相关蛋白的表达，我们发现BAC通过COX-2调节的TGF-β1/Smad3信号通路的激活使结膜成纤维细胞（CFs）过表达ECM，导致结膜下组织纤维化，揭示了BAC诱导结膜下纤维化的机制。