利用干细胞修复受损眼角膜

最近，Basu在匹兹堡大学医学院完成的一项研究结果发表在国际著名期刊《Science Translational Medicine》。现在，他正在使用这篇论文中所描述的一种干细胞程序，进行一个试点项目，用干细胞来恢复角膜受损患者的视力。

　　

生物通报道：在印度海德拉巴，眼科医生Sayan Basu正在进行一个试点项目，用干细胞来恢复角膜受损患者的视力。如果该程序成功的话，可能意味着，印度角膜受损患者可以避免长时间排队等待角膜移植，并可能完全避免眼部手术。

最近，Basu在匹兹堡大学医学院完成的一项研究结果发表在国际著名期刊《Science Translational Medicine》，相关报道：用自体干细胞治疗角膜瘢痕。值得注意的是，他正在使用这篇论文首次描述的一种干细胞程序。将小鼠研究结果快速用于治疗人类患者，还是很少见的。

在这项研究中，干细胞是从小鼠未受伤眼睛的异色边缘（眼睛的一个部位，位于角膜和巩膜之间的白色部分）的微小活体组织切片中收集到的。这些细胞在实验室中进行复制，然后被合并到一个纤维蛋白凝胶中，这种蛋白存在于血液凝块中，常用作一种手术粘连蛋白。凝胶被涂抹在受损的角膜，在四周的时间内，就会再生出一个清晰的眼睛“窗户”。

Basu在邮件中说，这个小型试点研究在10名患者的角膜瘢痕修复中显示出希望，每名患者在一只眼睛中具有疤痕。这些试点结果要到春天的时候才可以公布。

他说：“现在，根据匹茨堡这项最新研究，我们开始进行一项试验，使用异色边缘来源的干细胞来治疗角膜瘢痕。这项试验的独特之处在于，我们使用的是来自患者自身眼睛的细胞，来治疗失明。”

这项研究是由匹茨堡大学眼科学教授和匹茨堡大学医学中心Louis J. Fox视力恢复中心副主任James L. Funderburgh带领，Basu是这项研究的第一作者。

一个多世纪以来，角膜移植手术已经用于修复受损和病变的角膜。但是对于全世界的人们来说，等待供体角膜可能需要很长的时间，一旦有可用的角膜，要去除受损角膜或角膜层并用一个健康角膜取代它，就必须使用手术。接受角膜移植手术的患者随后要面临长时间的术后随访护理、终身药物治疗以及可能发生排斥反应的可能性。

干细胞程序是非手术性的，只需要一次温和的麻醉剂。它也大大降低了排斥反应的可能性。

在美国有80家“眼库”回收、准备和提供足够多的供体角膜，以满足国内需求，在2013年进行了48,229例移植手术。根据美国眼库协会介绍，“眼库”收集的其他21,000个角膜被送到无法满足需求的国家。自从1961年以来，有一百万美国人——从9日龄到超过100日龄，通过角膜移植恢复了他们的视力。这种手术有95%到99%的成功率。

协会主席和首席执行官Kevin Corcoran表示，匹茨堡大学的这一干细胞程序，是向干细胞研究迈出的一步。首先，该程序对印度这样的国家更加有益，在那里患者需要长时间地等待供体角膜。

在美国，干细胞程序面临诸多障碍。它必须在人类临床试验中被证明是成功的，并获得美国食品和药物管理局批准，与角膜移植相比有成本效益。

Basu说，在印度，由于角膜问题与疾病，有680万人至少一只眼睛的视力小于20/200。这意味着他们甚至看不清视力测试表上的那个最大的E字母。在印度有一百万人双眼角膜都有问题。

他说：“在我们国家角膜疾病的负担体现在，全球90%的眼外伤和角膜溃疡所致的角膜失明发生在发展中国家。”在印度最主要的原因是维生素A缺乏、感染和损伤。

在印度，有200,000名角膜失明患者将受益于角膜移植，但是每年足够可用的角膜只能满足10,000到20,000人的需求。

Basu说，他获得了印度机构审查委员会和干细胞委员会批准，进行试点研究。自从收到批准以来，他一直在印度中南部海德拉巴的L V Prasad眼科研究所在人类中进行干细胞程序。

他与Funderburgh合作开展了一整年的研究，于2013年7月结束。在小鼠研究中所取得的成功，让他们感到兴奋并认为该程序同样也在人类中起作用。研究结果超出了预期。

生理化学博士Funderburgh称：“即使在微观层面上，我们都看不出接受干细胞治疗的组织与未受伤角膜之间有何差异。我们还高兴地看到，干细胞似乎能诱导它们放置部位附近组织的康复。这表明，细胞正在生产可促进再生的因子，而不仅仅是取代失去的组织。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文摘要：
Human limbal biopsy–derived stromal stem cells prevent corneal scarring
Abstract: Conventional allograft therapy for corneal scarring is widespread and successful, but donor tissue is not universally available, and some grafts fail owing to rejection and complications such as endothelial failure. We investigated direct treatment of corneal scarring using autologous stem cells, a therapy that, if successful, could reduce the need for corneal grafts. Mesenchymal cells were expanded from small superficial, clinically replicable limbal biopsies of human cadaveric corneo-scleral rims. Limbal biopsy–derived stromal cells (LBSCs) expanded rapidly in media containing human serum, were highly clonogenic, and could generate spheres expressing stem cell genes (ABCG2, Nestin, NGFR, Oct4, PAX6, and Sox2). Human LBSCs differentiated into keratocytes expressing characteristic marker genes (ALDH3A1, AQP1, KERA, and PTGDS) and organized a thick lamellar stroma-like tissue containing aligned collagen and keratan sulfate proteoglycans when cultured on aligned nanofiber substrata. When engrafted into mouse corneal wounds, LBSCs prevented formation of light-scattering scar tissue containing fibrotic matrix components. The presence of LBSCs induced regeneration of ablated stroma with tissue exhibiting lamellar structure and collagen organization indistinguishable from that of native tissue. Because the limbus can be easily biopsied from either eye of an affected individual and LBSCs capable of corneal stromal remodeling can be expanded under xeno-free autologous conditions, these cells present a potential for autologous stem cell–based treatment of corneal stromal blindness.