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研究背景角膜病是我国主要的致盲疾病之一,角膜移植是目前临床上医治角膜盲唯一、有效的复明手段。虽然眼球具有免疫赦免及前房相关免疫偏离的免疫学特点,但角膜术后的免疫排斥反应仍是导致移植失败的首要原因,因此,防治排斥反应仍是角膜移植中的一个重要课题。近年来,许多新型细胞因子及靶向治疗药物陆续被发现,并被证实在移植免疫反应中发挥重要作用。一方面,趋化因子家组成员SDF-1与其受体CXCR4特异性结合后,可通过G蛋白依赖的转导通路和非G蛋白依赖的转导通路,来介导免疫细胞的的成熟及趋化。目前在肾移植等领域已发现它们具有促进排斥反应的作用,但在角膜移植免疫排斥反应中的作用还没有相关的研究报告。另一方面,托珠单抗是白介素6受体的阻断剂,能抑制Th17细胞分化,间接促进Treg分化,诱导了同种移植耐受;目前在胰腺移植等领域已经证实托珠单抗可以显著地延长移植物存活的时间,但目前尚未见到在角膜移植免疫反应中的研究报道。为此,本研究利用SD-Wistar大鼠穿透性角膜移植模型,一方面以SDF-1/CXCR4细胞因子为研究对象,观察角膜移植术后不同时间点植片中SDF-1/CXCR4的表达变化,初步探讨其在角膜移植术后免疫反应中的潜在生物学效应及其作用机制;另一方面,利用托珠单抗阻断IL-6/STAT3/RORγt通路,观察角膜植片的存活时间,在多个层面观察托珠单抗对角膜移植排斥反应的影响,为将来更有效地临床预防和治疗角膜移植免疫排斥反应提供新的策略。第一部分SDF-1/CXCR4在大鼠角膜移植排斥反应中的作用目的探讨SDF-1与CXCR4在各组大鼠角膜组织中的表达情况及其在大鼠角膜移植术后免疫排斥反应中的作用。方法以SD大鼠为供体,Wistar大鼠为受体建立同种异体角膜移植模型,分为正常组、自体角膜移植组、异体角膜移植组及典必殊组。术后参照Larkin法对各组角膜植片进行临床评估;分别于术后第5、9天取术眼角膜植片,行组织病理学观察、免疫组化检查、实时荧光定量PCR检测。结果自体组不发生排斥反应,典必殊组角膜存活时间为(24±0.32)d,远高于异体组(10±0.36)d(P<0.001)。组织病理学检查发现异体组角膜有大量炎性细胞浸润以及新生血管形成。SDF-1和CXCR4 mRNA在异体组角膜组织中表达水平明显升高,典必殊组较异体组明显降低。免疫组化检查发现SDF-1/CXCR4主要表达在角膜植片的上皮层与基质层,异体组角膜组织SDF-1和CXCR4含量明显升高。结论SDF-1/CXCR4可能参与了大鼠角膜移植术后早期的排斥反应,其机制可能为SDF-1特异性诱导CXCR4+细胞成熟及朝着排斥部位趋化,并促进角膜新生血管形成。第二部分托珠单抗抗大鼠角膜移植排斥反应的机制研究目的探讨白介素6受体阻断剂托珠单抗对大鼠角膜移植排斥反应的影响及其作用机制。方法以SD大鼠为供体,Wistar大鼠为受体建立同种异体大鼠穿透性角膜移植模型。分为正常组、自体角膜移植组、异体角膜移植组及托珠单抗组。参照Larkin法对各组角膜植片进行临床评估;分别于术后第14天取材,行组织病理学观察、免疫组化、实时荧光定量PCR、流式细胞学检查。结果异体组角膜植片的存活时间为(10±0.55)d,托珠单抗组为(24±1.27)d(P<0.001)。组织病理学检查发现异体组角膜组织明显增厚,有大量炎性细胞浸润以及新生血管形成;托珠单抗组角膜组织增厚不明显,有少量炎性细胞浸润,无新生血管。IL-17A、RORγt、IL-6、VEGFmRNA在异体组角膜组织中表达水平明显升高,而在托珠单抗组中表达显著降低(P<0.05);FOXP3mRNA在托珠单抗组角膜组织中表达水平明显升高,而在异体组中表达显著降低(P<0.001)。免疫组化检查发现异体组角膜组织IL-17A、VEGF含量明显高于托珠单抗组(P<0.01),FOXP3明显低于托珠单抗组(P<0.001)。流式细胞学检查发现异体组外周血中Th17细胞数明显高于托珠单抗组(P<0.001);Treg细胞数明显低于托珠单抗组(P<0.001)。结论托珠单抗能显著延长大鼠同种异体角膜植片的存活时间,具有巨大的临床应用前景。其机制可能是托珠单抗改变了机体Th17/Treg平衡,降低植片IL-17A、VEGF和IL-6表达,从而减轻角膜植片的排斥反应和减少新生血管形成,延长角膜植片的存活时间。