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目的:观察体外培养的组织工程化自体口腔粘膜上皮移植到兔角膜缘干细胞缺陷模型的角膜后,细胞成活、分化情况,探讨利用口腔粘膜上皮重建角膜上皮的可能性。
材料与方法:首先制作兔角膜缘干细胞缺陷的动物模型,取健康新西兰白兔38只,以右眼为实验眼制作模型,选取符合实验条件的32只纳入研究。取自体口腔颊粘膜上皮组织进行细胞培养并以纤维凝胶膜为载体制作组织工程口腔粘膜上皮。将实验动物随机分为四组,Ⅰ~Ⅲ组为实验组,移植组织工程口腔粘膜上皮,术后分别观察2周、1月、3月;Ⅳ组为对照组,只移植不含口腔粘膜上皮细胞的空白载体膜,术后观察3个月。术后裂隙灯显微镜下观察角膜,按角膜新生血管、混浊度及荧光素染色评分,评价临床疗效;组织病理学方法动态观察术后角膜组织尤其是上皮细胞层的组织学特点;转录因子p63免疫组织化学染色,观察干细胞是否存活及分布情况;比较各实验组组织工程重建角膜的细胞角蛋白谱(CK)(CK3,CKl2,CK4,CK13,CK10)免疫组织化学染色与组织工程口腔粘膜上皮;正常角膜上皮及正常口腔粘膜上皮的区别、粘蛋白MUC5AC免疫组织化学染色及印迹细胞学检查PAS染色观察角膜上皮细胞表型,评价组织工程口腔粘膜上皮向角膜上皮转化的可能性。
结果:兔角膜缘干细胞缺陷模型在1~.5个月时,角膜上皮混浊伴大量新生血管,印迹细胞PAS染色显示大量杯状细胞。组织工程口腔粘膜上皮移植术后,实验组动物角膜上皮逐渐愈合,角膜表面光滑、透明,新生血管明显减少;对照组角膜上皮呈血管化混浊。两组临床疗效评分具有非常显著统计学差异。角膜印迹细胞学检查示实验组PAS(-),对照组则表现为PAS(+)的结膜样上皮。组织病理学检查显示实验组角膜上皮表型为与正常角膜上皮类似的复层非角化细胞,对照组为含有杯状细胞和新生血管的结膜样上皮。免疫组织化学提示实验组角膜上皮细胞p63表达阳性;CK12由口腔粘膜的不表达到移植后逐渐表达,CK13则由表达到不表达,最后与正常角膜上皮表达一致,角蛋白谱的特点由口腔粘膜上皮向角膜上皮转化;MUC5AC表达阴性;而对照粘蛋白MUC5AC表达阳性。
结论:组织工程口腔粘膜上皮移植到角膜缘干细胞缺陷的兔角膜后,可以存活、分化,遏制新生血管生长和结膜上皮长入,达到重建角膜上皮的目的;口腔粘膜上皮干细胞在角膜基质微环境的作用下可以横向分化为角膜样上皮细胞,有望成为一种新的组织工程角膜上皮的种子细胞。