角膜是位于眼球前表面的透明组织，具有保护眼球内结构和屈光的作用。其中，位于角膜缘的上皮干细胞及其微环境（niche）对于角膜上皮稳态维持和损伤修复起关键作用。同时，角膜位于免疫豁免区域，血管和淋巴管至角膜缘而止，保证了角膜的透明性，对于维持清晰而稳定的视力至关重要。

近日，betway必威登陆网址 附属眼科医院和山东省眼科学重点实验室史伟云、谢立信和周庆军团队收集了来自6个健康人角膜缘组织的47,627个细胞并进行了10x单细胞转录组测序，共鉴定到8种细胞类型，除了角膜上皮和基质细胞等主要类群，还包含了黑色素细胞、施旺细胞、周皮细胞等稀有细胞群，以及树突状细胞和B细胞等免疫细胞。分析鉴定到了角膜缘干祖细胞（limbal stem/progenitor cell）群，重构了角膜缘干祖细胞-基底上层细胞-表层细胞的分化轨迹，在单细胞分辨率上丰富了上皮稳态维持的经典假说“X-Y-Z hypothesis”。进一步分析发现，角膜缘干祖细胞群内部也存在很强的异质性，鉴定到两个干性较高的亚群（TP63⁺andCCL20⁺cells）以及两个高分化的亚群（GPHA2⁺andKRT6B⁺cells），并对其转录特征进行了解析。基于受体-配体分析，获得了角膜缘干祖细胞及其他所有niche细胞（尤其是免疫细胞）之间的细胞通讯图谱，并揭示了Wnt、Notch等经典信号通路成员细胞类型特异性的表达模式。

另一方面，为探讨角膜免疫豁免和血管豁免的分子基础，研究人员选择和皮肤的单细胞转录组数据进行了组织间比较分析，发现角膜中的免疫细胞高表达IDO1、CD274等免疫豁免相关的因子，低表达MHC等和免疫排斥相关的因子；同样，角膜缘血管内皮细胞中与血管生成相关的基因普遍下调，与角膜血管生成抑制特征一致。此外，作者还结合小鼠的角膜单细胞转录组数据进行了物种间比较分析，发现人和小鼠角膜中共有的细胞类型在转录特征上高度相似，但在干细胞marker基因的表达分布上存在一定的差异，为以小鼠为模式动物的角膜相关研究提供了参考。以上工作绘制了完善的人角膜缘单细胞转录组图谱，揭示了角膜缘干细胞微环境调控及角膜免疫和血管豁免的分子基础，为角膜生物学的基础研究、理解角膜相关疾病的发病机制提供了重要的数据资源和理论参考。

人角膜缘组织单细胞转录组图谱

该研究成果于2021年5月5日以研究型论文的形式在眼科学权威期刊Ocular Surface（影响因子：12.336）online发表，题为“Molecular identity of human limbal heterogeneity involved in corneal homeostasis and privilege”。

值得一提的是，近期发表在Ocular Surface杂志上的另外两篇文章也借助单细胞转录组测序开展了对角膜缘干细胞相关的研究，分别由贝勒医学院Chen Rui | Li Dequan课题组和英纽卡斯尔大学医学科学院Majlinda Lako课题组完成。以上三项工作分别从不同的角度对人角膜干细胞及微环境进行了深度解析并互为补充，为角膜研究奠定了重要的基础。

我校附属眼科医院（山东省眼科研究所）史伟云教授、周庆军研究员为本文的通讯作者，窦圣乾博士为第一作者，王群博士、祁霞、张彬、段豪云等为共同作者，谢立信院士、曹义海院士在本研究中提出了重要指导意见。该研究获得了国家自然科学基金、betway必威登陆网址 学术提升计划和山东省泰山学者攀登计划的支持。