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目的现已公认角膜上皮干细胞具有自我更新和增殖能力。然而其炎症状态下的免疫防御作用未被阐明。Th17细胞是一群分泌IL-17的CD4+T细胞亚群,它在分化发育及功能上不同于Th1、Th2和Treg细胞。本文探索了角膜缘干细胞受到不同应激后的局部免疫反应以及相应的信号通路,并探讨GDNF在这些炎症反应中的作用。方法人角膜冰冻切片应用于免疫荧光组织化学,原代角膜缘组织块培养法培养角膜上皮细胞。收集死亡12小时内的新鲜角膜组织,快速贴壁法分离出角膜分化与未分化细胞,用Afymetrix公司U133 plus 2.0人类全基因组表达谱芯片分析获得差异表达基因,并对差异表达的基因进行筛选。同时体外培养角膜上皮细胞,运用实时荧光定量PCR、免疫荧光化学方法和Western Blot技术验证相关基因在角膜上皮的表达。将角膜上皮细胞用高渗培养液(350–500 mOsM)以及不同浓度的炎症诱导因子TNF-α、双链RNA(double strand RNA,dsRNA)或IL-17A分别处理4h和24h,同时设置加上GDNF或NF-KB抑制剂(NF-KB i)预处理1h的实验组。检测相应细胞因子的表达。NF-KB p65的核转位和丝氨酸磷酸化位点用免疫荧光化学、Western blot和CASE(cellular activation of signaling ELISA)测定。结果Affymetrix microarray with whole human genome U133 Plus 2.0 chips显示GDNF、NGF、PDGF、GFR-1、Ret、IL-17R和JUB在原角膜分化细胞与未分化细胞中存在明显差异表达;其中角膜未分化细胞中GDNF、NGF、PDGF和JUB表达上调,而GFR-1、Ret和IL-17R表达下调,其差异表达均在2倍以上。免疫荧光染色结果显示GDNF和受体GFR-1、Ret特异性表达于角膜缘上皮基底细胞即公认的角膜缘干细胞存在的部位,与IL17R表达的模式相反。高渗溶液、炎症诱导因子TNF-α和dsRNA诱导NF-KB的核转位和丝氨酸位点536磷酸化,显著上调IL-6和TGF-β2(Th17起始分化的细胞因子)、IL-23和IL-15(Th17存活和扩增的细胞因子),同时也诱导IL-17F的表达。GDNF阻断了这些刺激后炎症因子的升高,可能是通过阻断刺激后NF-κBp65丝氨酸位点536的磷酸化和NF-κB蛋白的核转位而实现的。体外给予不同浓度的IL-17剂量依赖性的上调炎性因子TNF-α、IL-8、MMP-3、MMP-9和IL-1β的表达,此外,IL-17可以进一步诱导Th17促分化和扩增相关因子的表达,GDNF可以抑制IL-17刺激引起的炎性细胞因子的表达。结论本文研究结果表明角膜基底细胞产生的GDNF通过抑制NF-κB信号通路抑制炎症和应激反应引起的Th17相关细胞因子的表达。GDNF可以通过抑制NF-κB抑制IL-17引起的炎症反应,从而起到保护角膜干细胞抵御应激的能力。GDNF为Th17介导的眼表疾病提供了治疗潜力。