角膜是眼睛最外层的透明部分,提供了视觉系统总折射力的大约70%。它作为抵御外部病原体、机械损伤和环境刺激的重要物理和化学屏障[1]。其结构完整性的损害是全球视力障碍和眼部疾病的主要原因,因此迫切需要开发有效的治疗方法[2, 3]。
角膜上皮擦伤是最常见的眼部表面损伤类型,主要由机械性损伤引起,如不正确的隐形眼镜使用和异物侵入,此外在屈光手术过程中也常会去除角膜上皮[4]。虽然轻度擦伤通常在24至48小时内愈合,但愈合延迟可能导致严重的并发症,如反复性角膜糜烂综合征、细菌性角膜炎和慢性疼痛,这些都会显著降低患者的生活质量[5]。相比之下,角膜碱烧伤属于紧急情况,因为碱性物质会迅速对眼睛造成严重损伤,可能导致不可逆的伤害。目前用于治疗擦伤的方法未能有效加速愈合,而针对碱烧伤的疗法往往无法防止疤痕形成和新血管的生长。因此,超过30%的严重病例可能会出现持久的不透明现象。这些挑战凸显了创新性和针对性治疗的迫切需求[2]。
神经营养因子家族包括神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养因子-3(NT-3)和神经营养因子-4(NT-4)[6]。最初的研究主要强调了神经营养因子在神经元存活和突触可塑性中的作用。然而,最近的研究表明,神经营养因子也影响非神经元组织,它们通过高亲和力的酪氨酸激酶受体和低亲和力的p75NTR受体调节上皮细胞增殖、免疫反应和组织修复[7, 8, 9]。NT-4在周围神经修复中具有特定作用,这使其在相关领域具有独特的应用潜力[10, 11]。NT-4是眼部表面治疗的理想选择,因为它可以选择性地激活TrkB受体,并具有优异的稳定性和靶向组织分布能力,有助于在眼部微环境中保持其生物活性[12, 13, 14]。
角膜是体内神经分布最密集的组织之一,三叉神经感觉神经对其上皮层的健康至关重要[3]。这些神经利用神经肽和生长因子调节干细胞活性和屏障功能。损伤会破坏神经功能,阻碍上皮修复,从而导致细胞迁移减少、凋亡增加和屏障完整性受损,最终延缓愈合过程[6]。虽然NGF已被批准用于治疗神经营养性角膜炎,但NT-4在擦伤和碱烧伤等损伤中的潜力尚未得到充分研究[15]。关键问题包括NT-4是否能够促进上皮再生并恢复损伤后的感觉神经功能。
本研究评估了外源性NT-4在角膜擦伤和碱烧伤实验模型中的治疗潜力。我们假设NT-4可能通过两种互补的过程促进修复:一是通过促进与再上皮化相关的上皮细胞行为来支持角膜上皮伤口愈合;二是通过促进感觉神经再生来帮助神经损伤后的恢复。通过评估角膜透明度、上皮伤口闭合速度和角膜神经密度,我们旨在更明确NT-4在上皮修复和神经再生中的作用,并为其作为治疗策略的潜力提供临床前支持。