iPS来源的人感光细胞移植后成功整合到视网膜，并恢复小鼠感光能力
来源：生物世界 2022-06-21 11:19
眼睛是心灵的窗户，但遗憾的是，并不是每个人都能拥有一双明亮的瞳眸，在盲人患者的视野中，世界并不是五彩缤纷的，黑色或虚无是他们眼前的全部。
眼睛是心灵的窗户，但遗憾的是，并不是每个人都能拥有一双明亮的瞳眸，在盲人患者的视野中，世界并不是五彩缤纷的，黑色或虚无是他们眼前的全部。
研究显示，人的大脑主要通过视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉5种感官接受外部信息，其中至少有80%以上的外界信息是通过视觉获取。因此，失去视觉对人来说是一件十分糟糕和可怕的事情，它不仅给失明者带来诸多生活上的不便，还会沉重打击失明者的精神信念。
长期以来，治疗失明极其困难，临床上一直缺乏治疗失明的有效方法。而移植感光细胞（photoreceptor cells）是一种很有前景的治疗手段，将来有望帮助患有致盲疾病的人恢复视力。
近日，德国德累斯顿大学的研究人员在 Journal of Clinical Investigation 期刊发表了题为：Transplanted human cones incorporate into the retina and function in a murine cone degeneration model 的研究论文。
研究团队在体外培养产生了大量基于 iPS 的人类感光细胞，然后移植到小鼠视网膜，实验结果显示，这些人类感光细胞能够大量整合到已退化的小鼠视网膜中，并使视力受损的小鼠重新感知光线。
领导这项研究的 Marius Ader 教授表示，这是首次将移植的感光细胞如此大规模地整合到视网膜中，这代表了通过移植感光细胞治疗致盲疾病的新突破。
为了增加感光细胞移植后的整合效率，研究团队进行了多项优化，他们发现，移植的感光细胞的“年龄”是整合效率的关键因素。更“年轻”或更“年老”的感光细胞在移植后整合到视网膜的效率都会急剧下降。他们还发现，这些感光细胞整合到视网膜需要很长时间，最长可达6个月才能与视网膜中其他细胞建立相互作用网络从而实现整合。
此外，这些移植后的感光细胞与视网膜中其他未受损细胞的相互作用是成功整合的另一个关键因素。视网膜中大约30%的细胞是支持感光工作的。在这项研究中，可以清楚地看到移植的感光细胞细胞与宿主视网膜细胞的相互作用对于成功整合和发育成熟至关重要。
研究团队首先在培养皿中使用人诱导多能干细胞（iPSC）在实验室培养皿中培养视网膜类器官，在这些视网膜类器官发育到合适的阶段时收获并用于移植。
获得更纯的感光细胞是该研究的一个挑战，为了解决这个问题，研究团队开发了一种新的干细胞系，使用 piggyBac 转座子系统生成了在锥体特异性小鼠锥体抑制蛋白（mCar）启动子控制下携带绿色荧光蛋白（GFP）的 hiPSC 细胞系。这些标签的添加可以在不影响细胞功能的情况下从培养的视网膜类器官中高效分离所需的感光细胞。而且，这种诱导而来多能干细胞系提供了几乎无限来源的感光细胞，为将来的大规模临床应用奠定基础。
接下来，研究团队对视网膜部分退化的小鼠进行了研究，这些小鼠的两种感光细胞中的视锥细胞受损，而视杆细胞正常。视锥细胞主要感受强光、明视觉以及有颜色的视觉，视杆细胞主要感受弱光、暗视觉以及没有颜色的视觉。
研究团队将培养分离纯化的感光细胞移植给视锥细胞受损的小鼠，实验结果显示，这些移植的感光细胞能够成功整合到小鼠视网膜并发育为功能正常的光感受器，还能够正常地向视网膜下游神经细胞传递信号，让小鼠恢复感光能力。
Marius Ader 教授表示，这项临床前研究提示了在患有致盲疾病的患者视网膜感光细胞尚未完全退化时移植感光细胞是恢复视力的有潜力的方法。
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