丛状蛋白结构域1在角膜新生血管中的作用及其机制研究

Although the cornea is typically avascular and optically clear, a number of different disease states and conditions can result in neovascularization (NV) of the cornea. Corneal NV is generally considered to be a negative feature, as it is associated with opacity that reduces vision. The pathogenesis of corneal NV has always been concerned but is uncertain. In recent years the literature has showed PLXDC1 protein was overexpressed in the blood vessels of human solid tumors such as colon, lung, and esophageal cancers. It indicates that PLXDC1 may play a significant role in the proliferation and maintenance of neovascular endothelial cells in the angiogenesis in cancer. Our initial findings showed that PLXDC1 expressed in the human and mouse cornea and its expression obviously changed during the different stages of corneal NV, implying that it may play an important role in the pathological process of corneal NV. This study will further investigate the expression of PLXDC1 in corneal NV and their relationship in the animal models induced by different etiological factors. Application of RNA interference and transfection gene technology can inhibit or enhance the PLXDC1 expression so as to observe its influence on the biological characteristics and corneal NV process. Through the immunohistochemical, western blot, real-time RCR and the microarray assay technology, the related mechanism will also be discussed. After the completion of the study, the scientific problems of corneal NV pathological mechanism will be solved, to provide new targets for suppression of corneal NV.

新生血管性角膜病是常见的致盲性眼病，关于角膜新生血管的病理机制一直备受关注但尚无定论。近年来文献资料表明丛状蛋白结构域1（PLXDC1）特异性表达于肿瘤血管内皮细胞，并在血管的形成及维持过程中发挥重要作用。我们前期研究首次发现丛状蛋白结构域1特异性表达于人角膜新生血管的血管内皮细胞，其表达量在人及小鼠角膜新生血管病变过程中存在显著变化，并且结膜下注射PLXDC1抗体能够抑制碱烧伤诱导的小鼠角膜新生血管的密度及长度，提示丛状蛋白结构域1在角膜新生血管的病理过程中发挥重要作用。本课题将进一步系统研究丛状蛋白结构域1在角膜新生血管发生发展过程中的表达模式、表达部位、表达量的变化以及与角膜新生血管的关系，探讨调控丛状蛋白结构域1表达水平的变化对角膜新生血管病理过程的影响及其作用机制。从新的视角探索抗角膜新生血管治疗的机制，丰富新生血管的基础理论，并为新生血管性角膜病的治疗提供新的靶点。

通过鉴定临床角膜血管膜标本的上皮细胞表型，检测新生血管相关因子的表达情况，探讨角膜缘干细胞在维持角膜无血管化过程中的作用及其机制，筛选角膜新生血管治疗相关的靶点因子，并通过小鼠角膜新生血管模型进行验证。临床新生血管性角膜病患者的角膜血管膜组织，其上皮无正常角膜上皮细胞，均呈现结膜表型，血管膜组织是一种具有结膜表型的异常炎症组织。临床标本和动物实验结果表明，VEGF在角膜损伤后的急性期表达增高，但在慢性期无明显表达，由此提出，使用Avastin等以VEGF为靶点的药物治疗角膜新生血管应在合适的时间使用；并且角膜缘干细胞在维持角膜无血管化的过程中起重要作用。.为了进一步研究角膜缘干细胞缺乏患者角膜血管化的机制，我们了观察角膜缘干细胞缺乏（Limbal Stem Cell Deficiency, LSCD）病人进行以羊膜为载体培养的角膜缘上皮细胞膜片移植后眼表的组织表型及供体细胞在眼表的存活情况。研究结果表明以羊膜为载体培养的角膜缘上皮细胞膜片移植手术是一种有效的重建LSCD患者眼表的方法。并且这种疗效的维持并不依赖于一定数量的供体细胞在眼表的存在。角膜缘上皮细胞移植3个月后在眼表中就不复存在。角蛋白标记染色结果显示，受体角膜片上皮细胞的表型与正常角膜缘上皮极为相似。这提示我们需要重新考虑角膜缘上皮细胞移植后免疫抑制剂长期使用的必要性，同时也促使我们进一步研究受体角膜上皮干细胞的活化的机制。该部分研究成果已发表在graefes archive for clinical and experimental ophthalmology 杂志。.角膜上皮是防御外界致病因子侵犯的物理屏障，其完整性的维持依赖于上皮细胞的细胞间，细胞与基底膜之间的紧密连接和锚定连接以及上皮细胞不断自我更新。在对角膜上皮干细胞活化和角膜上皮修复的影响机制的研究中，我们发现CNTF能够促进小鼠角膜上皮干细胞自我更新和角膜缘干细胞干性维持，CNTF均能显著促进角膜上皮损伤修复的速度。为CNTF治疗角膜缘干细胞缺乏病变提供了证据。研究成果已经发表于Stem cells和Scientific reports杂志。