研究人员使用单细胞RNA序列分析来解决角膜的愈合过程

　　

　　

　　我们角膜中神经细胞成分周围的绝缘层具有独特的特性，人们对它们知之甚少。

　　但康涅狄格大学医学院神经科学教授罗伊斯·莫汉相信，他的实验室即将发现一条通往更好理解的道路，最终可能导致几项视力保护方面的进步。

　　更多地了解角膜的细胞环境，包括包裹在神经细胞轴突周围的神经胶质细胞，可能会对手术和角膜移植后的愈合以及神经再生产生影响，不仅仅是眼睛，还有身体其他系统的神经再生。

　　在《神经科学研究杂志》上发表的一篇论文中，主要作者、神经科学助理教授Paola Bargagna-Mohan详细介绍了一种利用单细胞RNA序列分析方法表征角膜中每个细胞的方法，以回答有关角膜愈合过程的问题。

　　这项研究是与杰克逊基因组医学实验室(JAX)的副教授兼单细胞生物学主任保罗·罗布森(Paul Robson)合作完成的，该实验室拥有最先进的此类研究设施。

　　“一开始我们就知道会有挑战，”康涅狄格大学卓越研究项目奖的获得者巴格尼亚-莫汉说。

　　“经过几次尝试，我们终于能够优化我们的实验方法。我非常兴奋能在这个关键时刻得到康涅狄格大学研究副校长的资助来推动这个项目。”

　　一种被称为髓磷脂的物质隔绝了神经纤维的轴突，增强了神经元之间冲动的传递。但大自然使角膜成为一个例外。角膜中的髓磷脂会干扰光的透射。

　　因此，非髓鞘性角膜雪旺细胞(因为它们不产生髓鞘而被恰当地称为雪旺细胞)被用于维持角膜透明度，优化视网膜上的光聚焦，而视网膜是我们视力的关键元素。

　　“因此，这是我们在帮助这一领域向前迈进的一大步，我们试图在手术后修复角膜神经，并了解角膜疼痛。”莫汉实验室的单细胞RNA序列分析使进入这些细胞的研究达到了前所未有的程度。

　　莫汉说:“每个细胞中表达的所有基因都可以被表征。”“但并不是所有的细胞都是平等的，即使在某种细胞类型中，细胞也永远不会平等。

　　所以角膜周围的细胞可能和角膜中间的细胞有很大的不同。通过描述它们的特征，我们实际上可以解释这些信息，以了解哪些基因在眼角和眼睛中间表达。”

　　Mohan是John A. and Florence Mattern Solomon视觉生物学和眼睛研究的教授，他说这种方法已经发现了在其他组织的雪旺细胞中不表达的独特基因，这可能最终解决角膜雪旺细胞如何在不干扰光传输的情况下发挥作用的谜团。

　　他正在等待国家眼科研究所的拨款申请，以继续研究这些独特的细胞及其在神经修复和感觉功能中的作用。

　　角膜移植是一种相对普遍的手术，如果有足够的供体角膜满足需求，这种手术将会更加普遍，但相关的风险之一是受者不一定能完全恢复眼睛的感觉功能。角膜神经对异物的超敏反应是角膜损伤预防的一种进化机制。

　　莫汉说:“如果你没有恢复感觉功能，你可能会不小心触摸到你的眼睛，伤害到你的角膜，这对刚刚接受过角膜移植的人来说可能是非常严重的创伤。”他指出，捐赠者的角膜通常可以保存几天。

　　“我们非常有兴趣知道雪旺细胞如何在现有的供体组织中存活。我们能做些什么来提高它们的存活率吗?手术做完之后呢?”

　　对于那些接受激光辅助原位角膜磨砂术的患者来说，感觉功能也是一个考虑因素。通常被称为LASIK，这是一种视力矫正手术，其中角膜轴突被切断，雪旺细胞受损。

　　莫汉说:“它们也会产生一些副作用，比如灼烧感、砂砾感，而导致这种情况的确切分子机制以及如何帮助组织更好地愈合还不清楚。”

　　另一种可以从更好地理解雪旺细胞的行为中受益的疾病是干眼症。虽然暂时性干眼症很常见，但对一些人来说，这可能是一种慢性疾病，因为角膜神经会受到刺激。

　　莫汉说:“治疗方法是通过了解哪些基因必须被激活，哪些基因已经失控，需要被抑制来发现的。”“当角膜受损时，这些存在于雪旺细胞中的基因在做什么?从那里，你会问一个问题，你能通过激活基因或抑制某些已经变坏的东西来支持神经损伤的愈合吗?”

　　更好地了解雪旺细胞基因和它们编码的蛋白质可能会导致，例如，一种局部滴剂可以通过抑制这些目标蛋白质来支持伤口愈合。