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研究显示:干细胞移植可促进眼角膜上皮再生,重建受损角膜结构
发布者:海南省干细胞工程中心 发布日期:2026-02-27 14:45

角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)是眼表疾病领域一项严峻的挑战。它由化学烧伤、免疫性疾病或遗传因素等多种原因导致角膜缘干细胞及其微环境受损或功能障碍而引起。传统的治疗方法,如角膜缘移植,虽取得了一定成效,但面临供体来源稀缺、需要长期免疫抑制以及可能造成健康眼损伤等重大局限。


一,角膜缘干细胞缺乏症

角膜作为眼表最前端的透明无血管组织,承担着重要的屈光功能,其结构完整性与功能稳定性直接决定视觉质量。角膜缘干细胞(LSCs)位于角膜缘基底区域,是维持角膜上皮细胞持续更新、维持角膜透明性与屏障功能的关键成体干细胞,特异性表达p63、ABCG2等标志物,可分化为短暂扩增细胞并向角膜中央迁移,完成上皮细胞的新旧更替。

角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)是一类以LSCs数量减少或功能衰竭为核心特征的严重眼表疾病,临床表现为角膜上皮结膜化、新生血管侵入、慢性炎症、纤维组织增生及角膜混浊,最终导致视力严重下降甚至失明,给患者生活质量带来极大影响,也成为全球眼科领域面临的重大临床挑战。

目前,LSCD的临床治疗仍以角膜缘干细胞移植为主,其中自体LSCs移植因无需使用免疫抑制药物成为首选方案,但双侧病变患者因缺乏健康供体无法适用。异体LSCs移植虽可暂时重建眼表,却受限于供体来源稀缺、术后免疫排斥反应明显等问题,且可能引发角膜神经丛损伤、泪膜稳定性下降等并发症,难以满足临床治疗的广泛需求。

近三十年来,角膜疾病领域始终以角膜再生机制为核心研究方向,虽取得阶段性进展,但未能从根本上突破上述治疗瓶颈。随着干细胞技术的快速发展,间充质干细胞(MSCs)凭借其来源广泛、多向分化潜能、强大的免疫调节能力及低免疫原性等独特优势,为LSCD的治疗开辟了新路径,成为眼表重建领域的研究热点。

二,干细胞的多重作用机制


间充质干细胞(MSCs)治疗LSCD并非简单地替代缺失的角膜缘干细胞,而是通过复杂的多途径机制协同作用,重建眼表稳态。

免疫调节与抗炎作用

LSCD的病理过程常伴随持续的炎症反应。MSCs具有强大的免疫调节能力,能通过分泌一系列可溶性因子,如肿瘤坏死因子-α刺激基因6、肝细胞生长因子(HGF)、白细胞介素-10等,来抑制过度炎症反应。它们还能通过细胞间接触或旁分泌方式调控调节性T细胞的扩增,从而改善角膜局部的免疫微环境,为受损组织的修复创造一个有利条件。

抑制新生血管与抗纤维化

角膜的无血管透明状态是维持视功能的基础。LSCD常伴随异常的新生血管长入。MSCs能够通过分泌抗血管生成因子,降低血管内皮生长因子(VEGF)的水平,从而有效抑制角膜新生血管的形成。同时,MSCs还能减少α-平滑肌肌动蛋白的表达,这是肌成纤维细胞的标志物,与角膜瘢痕形成密切相关,从而发挥抗纤维化作用。

促进组织修复的旁分泌效应

MSCs分泌的多种营养因子和生长因子,能够促进残存宿主细胞的增殖、迁移,并保护其免受凋亡。研究发现,MSCs的条件培养基本身就具有促进角膜上皮修复和抑制新生血管的效果。此外,MSCs来源的胞外囊泡作为递送活性分子的重要载体,在调节靶细胞功能方面扮演着关键角色。

定向分化潜能

虽然在体内的主要作用机制并非直接分化,但体外研究证实,MSCs具有向角膜上皮样细胞分化的潜力。在特定诱导条件下,MSCs可以表达角膜上皮细胞的标志物,如细胞角蛋白3和CK12,这为其直接参与受损角膜结构的重建提供了理论可能。

三,临床研究

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西班牙研究团队开展的一项评估间充质干细胞移植治疗角膜缘干细胞缺乏症的I-II期随机对照双盲临床试验,旨在通过活体共聚焦显微镜技术,专门评估间充质干细胞移植对角膜缘干细胞缺乏症患眼角膜缘结构的影响。

本研究纳入了原始研究中完成12个月随访的23例角膜缘干细胞缺乏症患眼,其中14例接受了间充质干细胞移植治疗,9例接受了培养角膜缘上皮移植治疗作为对照。研究使用活体共聚焦显微镜在术前和术后12个月评估中央角膜上皮表型以及角膜缘四个象限的过渡带和Vogt栅栏结构。


研究结果显示,间充质干细胞移植对中央角膜上皮的改善效果明确。术前14例患眼中,8例表现为异常的结膜型上皮,6例为部分异常的混合型上皮,无一例为正常的角膜型上皮。术后12个月,7例患眼完全恢复为正常的角膜型上皮,这一改善具有统计学显著性,证明间充质干细胞移植能够有效促进中央角膜上皮向健康表型再生。

研究团队在讨论中指出,间充质干细胞通过旁分泌机制有效促进了中央角膜上皮的再生和表型改善,且在改善效果上与培养角膜缘上皮移植相当。传统的培养角膜缘上皮移植术在临床应用中存在一定局限性,自体移植可能对仅存的健眼造成医源性损伤;而异体移植虽可避免健眼取材,但移植后常需长期使用免疫抑制剂以预防免疫排斥反应,这增加了患者发生全身性并发症的风险。

相比之下,间充质干细胞通过体外扩增培养可获得足量细胞,完全无需从患者自身眼表取材,且间充质干细胞具有低免疫原性和免疫调节功能,异体移植后不易引发宿主免疫排斥反应,患者因此无需接受全身免疫抑制治疗。这一特性不仅降低了治疗风险,也扩大了适宜接受移植的患者群体,尤其适用于双眼受累或因其他原因无法提供健康眼取材的角膜缘干细胞缺乏症患者。


间充质干细胞在免疫调节、促进组织修复以及定向分化等多方面的作用机制,为重建眼表稳态提供了有力支持。相关临床研究也初步证实了其在改善中央角膜上皮表型和角膜缘结构方面的有效性。随着研究的不断深入,MSCs有望成为攻克角膜缘干细胞缺乏症这一难题的关键手段,推动眼表疾病治疗迈向新的高度。

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