In vitro evaluation of SMILE-derived decellularized human corneal stromal lenticules as scaffolds for rabbit limbal epithelial cells
本研究表明，源自SMILE手术的脱细胞人类角膜基质透镜能够有效保留基质结构，并支持具有祖细胞表型的兔角膜缘上皮细胞的短期贴附，提示其作为角膜缘干细胞治疗天然支架的潜力。
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眼睛的表面依赖于一层被称为角膜的精细、透明的皮肤层，用以聚焦光线并保护内部结构。这一层并非静止不变，它在不断进行自我更新，这一过程由位于透明角膜与眼白交界处的专门化干细胞群进行管理。当这些干细胞因损伤、感染或疾病而受损或丢失时，眼睛的表面便无法正常愈合。取而代之的不再是透明的皮肤，而是覆盖着血管和疤痕组织的组织，从而导致失明。在这种情况下，恢复视力通常需要移植来自捐赠者的健康组织，但寻找合适的匹配对象非常困难，且人体往往会排斥异体组织。科学家们长期以来一直在寻找一种方法，利用支架（一种细胞可以攀附并生长的框架）来构建替代表面，并使用安全、易得且能够支持重建角膜所需特定细胞的材料。
一个极具前景的此类框架来源，出现在一种被称为“小切口透镜提取术”（SMILE）的常见视力矫正手术中。在手术过程中，外科医生使用激光从患者角膜中心切下一块微小的、透镜状的组织块。这块组织被称为“透镜体”，通常被作为医疗废物丢弃。研究人员意识到，由于这种组织是人类角膜，它具备了修复眼睛所需的天然架构和透明度。问题在于，这种被丢弃的材料是否可以在清除其原始细胞后，被用作新干细胞的家园。一组研究人员致力于测试这一想法：他们将这些被丢弃的人类透镜体去除其细胞内容物，并观察兔子的干细胞是否能附着在上面并开始生长。
科学家们首先收集了由接受过 SMILE 手术的患者所产生的废弃人类透镜体。他们使用一系列化学溶液处理这些脆弱的透镜，旨在洗掉所有的人类细胞，同时保持其底层的结构纤维完好无损。这一过程被称为“脱细胞处理”，至关重要，因为留下人类细胞可能会引发新宿主的免疫排斥。处理完成后，研究人员在强力显微镜下观察了这些透镜。他们发现清洗过程非常有效：可见的人类细胞及其细胞核已被移除，但角膜组织的复杂分层结构基本保持完整。提供角膜强度和透明度的胶原纤维仍以其天然的平行片状形式排列，尽管层间隙看起来略微宽大了一些，仿佛支架已被清理掉碎屑。
接下来，团队准备测试这个经过清洗的框架是否能支持新的生命。他们从兔子的眼睛中提取了角膜缘干细胞，这是研究眼部生物学的标准模型。这些细胞在培养皿中生长，直到它们大量增殖并形成健康的细胞群。随后，研究人员将这些兔子细胞放置在脱细胞的人类透镜表面。他们让细胞在上面沉降并生长了七到十天。结果显示，细胞能够附着在人类组织上。它们并没有仅仅漂浮，而是粘附在表面并开始扩散，伸出微小的突起以接触底层的基质。然而，覆盖并不完整。细胞形成了小簇，并与支架进行局部接触，但它们并未向外扩散，从而在整个透镜表面形成一层连续、厚实的皮肤。
为了了解生长的是什么类型的细胞，研究人员使用了特殊染色法来寻找特定的标记物。他们发现，支架上的细胞表达了一种名为 p63 的蛋白质，这是干细胞或祖细胞的标志——这类细胞具有变成多种形态的潜力，但尚未完全成熟。与此同时，这些细胞并未表现出一种名为 CK3 的蛋白质，而该蛋白质会在角膜细胞完全成熟并转化为其最终专业化形态时出现。这种模式表明，细胞在支架上保持着一种年轻、具有适应性的状态，而不是急于分化为完全成熟的角膜皮肤。对于干细胞疗法而言，这是一个积极的信号，因为目标通常是让细胞保持在能够持续再生组织的状态。
研究结论认为，这些被丢弃的人类透镜可以被成功清洗，并作为一种天然支架，支持角膜缘干细胞的附着和短期生存。该材料保留了角膜的基本结构，并且似乎不会对落其上的细胞造成伤害。然而，研究人员谨慎地指出，这仅仅是第一步。虽然细胞能够粘附并存活，但它们并未自发形成一层完整、连续的组织。研究表明，虽然该材料是未来治疗的一种可行候选方案，但仍需更多工作来优化细胞的放置方式以及它们的营养供给方式，以鼓励它们扩散并覆盖整个表面。这些发现为进一步的研究奠定了坚实的基础，指向了一个将手术废弃物转化为恢复视力的生命救赎资源的未来。
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