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在人体眼睛的角膜缘区域,存在着一群特殊的细胞 —— 角膜缘干细胞,它们肩负着维持角膜上皮细胞更新和修复的重任,对保持角膜透明性和正常生理功能起着决定性作用。而在调控角膜缘干细胞命运的复杂机制中,纤连蛋白宛如一位神秘的幕后 “指挥官”,其作用逐渐成为科研人员聚焦的热点。
微环境对于干细胞命运的抉择有着关键影响,纤连蛋白作为细胞外基质的关键成分,在角膜缘干细胞所处的微环境里占据着核心地位。然而,长期以来,纤连蛋白究竟如何在维持角膜缘干细胞自我更新与分化的动态平衡中发挥调控作用,这一谜团始终未被完全解开。科研团队经过前期大量研究,惊喜地发现纤连蛋白与 wnt 信号通路之间似乎存在着紧密的交互作用,极有可能构成一种全新的调控机制,来左右角膜缘干细胞的命运走向 。
为了深入探究这一猜想,研究人员以体外分离和培养的兔角膜缘上皮干细胞(rlesc)作为研究对象,通过外源添加不同浓度纤连蛋白以及利用 shrna 技术敲降纤连蛋白表达等手段,详细研究其对角膜缘上皮干细胞 wnt 信号通路的调控作用。研究数据显示,当以 12.5µg/cm² 纤连蛋白处理 rlesc 时,其增殖能力显著高于对照组和其他浓度处理组,并且该实验组的 rlesc 能够更好地维持自身干性。进一步的转录组分析表明,在该浓度纤连蛋白作用下,细胞内 wnt4、wnt11、fzd1、fzd7、fzd9 以及下游信号分子 rhoa、rock1、rock2 的表达量显著升高;与此同时,细胞周期蛋白 cdk2/4/6、cyclind1/d3/e1/e2 的表达量显著上升,而 cdk 抑制因子 p21cip1 和 p27kip1 的表达量显著降低。借助 sirna 技术,研究人员确定只有 wnt11 参与了 rlesc 的增殖过程。免疫共沉淀实验证实 wnt11 能够与跨膜 fzd7 特异性结合;通过 sirna 干扰和免疫印迹实验进一步证明,wnt11 和 fzd7 的相互作用可将 wnt 信号传递至细胞内,上调 rhoa、rock1/2;而通过 sirna 干扰、添加 rock 特异性抑制剂以及免疫印迹实验发现,rock1 和 rock2 又能上调细胞周期蛋白 cdk2/4/6、cyclind1/d3/e1/e2 的表达,并下调 p21cip1 和 p27kip1。此外,荧光素酶报告基因检测结果证实,纤连蛋白不能激活反而抑制 wnt 经典通路 。
综上所述,纤连蛋白能够通过 wnt11/fzd7/rock 的非经典 wnt 信号通路,增强角膜缘干细胞的自我更新能力。这一研究成果为临床治疗角膜缘干细胞缺陷症以及相关再生医学研究奠定了坚实的理论基础,有望在未来为角膜疾病患者带来新的治疗曙光,提升他们的视觉健康水平。