研究背景:角膜是构成眼表屏障和屈光系统的重要组成部分。角膜暴露于外界环境,容易受到各种形式的外界损伤及病理性损伤。角膜损伤发生率高,修复不良会引起角膜混浊、角膜上皮角质化、形成新生血管等,严重可致盲。角膜损伤修复是一个非常复杂的过程,它的完整的发生机制以及潜在的基因控制至今尚未被完全阐明。目前对于角膜缘干细胞在角膜损伤修复中的作用机制研究相对深入,但对角膜上皮细胞在角膜损伤修复中的作用机制相关研究较为缺乏,为了探讨角膜上皮细胞在角膜损伤修复中的作用及机制,我们进行了本项研究。研究方法:1、构建大鼠中央角膜上皮损伤模型、全周角膜缘上皮损伤模型、全角膜上皮损伤模型;观察三种损伤模型下大鼠角膜损伤愈合情况、角膜状态及其最终转归;2、通过分子生物信息学分析、基因数据检测及分析评价CXCL14在角膜内的特异性表达,并通过免疫组化、Western Blot、Real-time PCR等方法核实CXCL14在角膜内的表达情况及定位;3、构建人角膜上皮细胞过表达CXCL14及降表达CXCL14稳转细胞系,在验证稳转效果后,通过细胞克隆实验、细胞周期实验等,评价CXCL14对角膜上皮细胞的影响;构建体内大鼠过表达CXCL14及降表达CXCL14角膜模型,并通过角膜损伤模型,评价CXCL14对角膜损伤修复的影响;4、通过基因组测序数据分析、免疫共沉淀、阻断实验等方法,寻找CXCL14在角膜上皮细胞内的相关受体,及其激活或调控的下游信号通路或靶基因,研究CXCL14在角膜内行使相应作用的作用机制;5、构建人角膜上皮细胞降表达PAX6稳转细胞系,通过基因组测序、CXCL14阻断回复实验等方式,在细胞及动物体内验证PAX6对CXCL14的调控作用;6、评价CXCL14重组蛋白对角膜损伤修复的影响及其临床应用前景。研究结果:1、CXCL14在角膜上皮组织内特异性高表达,且以全角膜上皮基底层细胞表达更为显著;2、CXCL14通过促进角膜上皮细胞增殖及自我更新,进而使得大鼠角膜上皮细胞在角膜缘干细胞缺失的情况下,对角膜损伤有重要修复功能,CXCL14促进角膜上皮细胞对角膜损伤的修复并可以维持角膜组织结构的稳定状态;3、CXCL14或通过与受体SDC1结合激活下游NF-κB信号通路,从而行使其促进角膜上皮细胞增殖,进而促进角膜损伤修复及维持角膜组织及结构稳定状态的功能;4、PAX6直接调控CXCL14在角膜上皮细胞内的表达,PAX6通过调控CXCL14行使其促进角膜上皮细胞增殖,促进角膜损伤修复的功能;5、CXCL14重组蛋白有促进角膜上皮损伤修复的功能,且对角膜组织及细胞无明显毒副作用。研究结论:1、角膜上皮细胞对角膜损伤有着重要的修复功能,这种修复功能是由角膜上皮细胞自身生物学特性决定的,在关注角膜缘干细胞对角膜损伤修复功能的同时,角膜上皮细胞的特性及其功能也应引起关注;2、CXCL14在角膜上皮细胞内特异性高表达,且在角膜上皮细胞及角膜缘干细胞中的表达量无显著差异,CXCL14是角膜上皮细胞有着对角膜损伤修复、维持角膜正常稳态的重要基因;3、PAX6直接调控CXCL14,进而CXCL14或通过与受体SDC1结合,激活下游NF-κB信号通路,从而促进角膜上皮细胞增殖,进而促进角膜损伤修复及维持角膜组织结构的稳定状态;4、重组CXCL14蛋白对角膜损伤有着显著的修复功能,且对角膜组织及细胞形态无明显毒副作用,有着良好临床应用前景。