中山大学Nature揭示细胞命运决定因子

　　

生物通报道  来自中山大学、加州大学圣地亚哥分校、四川大学等机构的研究人员，证实WNT7A和PAX6在角膜上皮细胞命运决定中起至关重要的作用，并为治疗角膜疾病指出了一条新策略。这些研究结果发表在7月2日的《自然》（Nature）杂志上。

现任职于中山大学、四川大学和加州大学圣地亚哥分校的张康（Kang Zhang）、中山大学的刘奕志（Yizhi Liu）教授和加州大学圣地亚哥分校的傅向东（Xiang-Dong Fu）教授是这篇论文的共同通讯作者。

眼角膜完全透明，位于眼球前部，呈横椭圆形。占眼球外壁的1/6的角膜和巩膜一起构成眼球的外壁组织。眼角膜是眼睛最前面的凸形高度透明物质，覆盖虹膜、瞳孔及前房，并为眼睛提供大部分屈光力。加上晶体的屈光力，光线便可准确地聚焦在视网膜上构成影像。作为眼睛和世界之间的窗户，当事故或疾病导致角膜损伤时，则有可能导致视力下降甚至失明。

在角膜的表面包含有一种独特的非角化上皮细胞，其按照一种有序的方式排列，这对于视功能至关重要。这些角膜上皮细胞（Cornea epithelial cells，CECs）是由角膜缘干细胞(LSCs)不断更新，角膜缘干细胞或角膜上皮缺乏会引起角膜表面疾病，其导致了全球数百万人失明。然而，到现在为止对于健康个体中角膜缘干细胞维持以及分化为角膜上皮的机制，以及患者中遭到损害的关键分子事件仍并不清楚（延伸阅读：Nature发布再生医学重大突破）。

在这篇文章中，研究人员报告称在体外无滋养细胞的条件下成功扩增了角膜缘干细胞。他们发现转录因子p63和PAX6协同作用促进了角膜缘干细胞专向分化，WNT7A通过PAX6控制了角膜上皮的分化。他们证实丧失WNT7A或PAX6可诱导角膜缘干细胞转变为皮肤样上皮细胞，这一至关重要的缺陷与人类一种常见角膜病密切相关。值得注意的是，当研究人员将PAX6转导到皮肤上皮干细胞中时，发现其可以充分地将它们转变为角膜缘干细胞样的细胞。当将这些细胞移植到大鼠角膜损伤模型眼睛上时，重编程细胞能够补充角膜上皮细胞，修复损伤的角膜表面。

新研究确立了在无滋养层的条件下扩增角膜缘干细胞的可行性以及它的治疗潜力，证实了WNT7A和PAX6在角膜谱系专向分化中起着重要的作用。重要的是，通过表达PAX6可以将皮肤上皮干细胞或其他的细胞类型转变为角膜细胞，从而为修复和再生角膜表面，治疗角膜缘干细胞缺陷患者提供了一个潜在的资源。利用患者自身的重编程角膜缘干细胞进行移植解决了一个重大的可行性问题，为治疗许多人类常见角膜疾病指出了一个潜在的治疗策略。

（生物通：何嫱）

作者简介：

张康教授，系医学博士、遗传学博士、****。2010年****入选者，现任美国加州大学圣地亚哥分校人类基因组医学研究所所长，眼科学和人类遗传学正教授。

刘奕志，男，主任医师，教授，中山大学中山眼科中心主任、眼科医院院长。博士，博士生导师，国务院特殊津贴专家。现任中华医学会眼科学分会委员，中华医学会眼科学会白内障和人工晶状体学组副组委，广东省医学会眼科学会副主任委员，《Euro Time》、《中华眼科杂志英文版》、《中华眼科杂志》、《中华眼视光学与视觉科学杂志》等杂志编委。从事白内障的医疗、教学、科研及防盲工作20多年，作为国内最早开展白内障超声乳化联合人工晶体植入术的专家之一。主要从事晶状体发育、晶状体再生、发育基因的调控、晶状体蛋白质组学以及后发障防治机理以及超声乳化手术对眼组织的影响、人工晶状体研发等研究，这些研究结果在国内外核心杂志发表论文130多篇，其中SCI 20篇；并获得国家科技进步奖、省科技进步一等奖等科技进步奖5项以及国家级专利2项，为解决白内障防治中的难题提供了新思维。

傅向东，早年毕业于武汉大学病毒学系，是著名的美籍华人科学家，在分子生物学，生物化学等领域有较深造诣，在生命科学界傅教授因发现SR家族的剪接因子和一个新的激酶家族而为众人瞩目。到2013年为止，他已在国际学术期刊上发表论文100多篇，其中包括Nature 8篇，Science 2篇，Cell 4篇。

生物通推荐原文摘要：

WNT7A and PAX6 define corneal epithelium homeostasis and pathogenesis

The surface of the cornea consists of a unique type of non-keratinized epithelial cells arranged in an orderly fashion, and this is essential for vision by maintaining transparency for light transmission. Cornea epithelial cells (CECs) undergo continuous renewal from limbal stem or progenitor cells (LSCs)1, 2, and deficiency in LSCs or corneal epithelium—which turns cornea into a non-transparent, keratinized skin-like epithelium—causes corneal surface disease that leads to blindness in millions of people worldwide……