感光细胞再生研究新突破！Dev Cell证实：斑马鱼体内再生的感光细胞完全恢复视力，为治疗人类视力丧失疾病提供新见解

致盲性疾病往往是因为感光细胞受损而导致永久性的视力丧失，而人类自身不具备自然再生这些细胞的能力。尽管科学家们正在探索替代或再生感光细胞的方法，但核心问题在于再生的细胞是否能够真正恢复视力。

如今，在一项新的研究中，德累斯顿工业大学德累斯顿再生治疗中心的Michael Brand教授领导的一个研究团队向前迈出了重要的一步。他们通过研究斑马鱼——一种天生具备感光细胞再生能力的动物，发现再生的感光细胞能够正常运作，使斑马鱼恢复视力。他们的研究结果为未来的感光细胞替代疗法提供了有前景的启示。

相关研究结果发表在2024年8月19日的Developmental Cell期刊上，论文标题为“Restoration of cone-circuit functionality in the regenerating adult zebrafish retina”。

视觉依赖于视网膜，这是一个位于眼球后部的复杂神经结构，可以说是大脑的一个外延部分。视网膜中的感光细胞负责捕捉光线并将其转化为大脑可解读的电信号。对于人类来说，一旦这些感光细胞受损，便无法再生，导致永久性的视力丧失。

目前，科学家们正在研发新的疗法，通过刺激视网膜内的干细胞分化成新的感光细胞，或者移植实验室培养的感光细胞，以期恢复视力。

不同于人类，斑马鱼在视网膜受损后仍能再生神经组织。斑马鱼利用其视网膜中的米勒胶质细胞（Müller glia）来再生感光细胞，这使得斑马鱼成为研究感光细胞再生潜力的理想模型。

Brand教授提到：“包括人类在内的哺乳动物视网膜中也存在类似的米勒胶质细胞。然而，在漫长的进化过程中，这些细胞失去了再生能力。但由于两者极其相似，未来或许可以通过某种方式重新激活这种再生潜力。”

进行之前不能进行的测量

尽管人们早已知道斑马鱼能够再生受损的视网膜，并且新生成的感光细胞看起来与原有的细胞无异，但直到现在，还没有方法可以直接评估这些细胞的功能是否完全恢复。

Brand教授强调：“要验证视力是否完全恢复，需要直接测量视网膜细胞的电生理活动。感光细胞是否能正确响应不同颜色的光线？它们是否保持了与周围细胞相同的电活性？是否能够向其他细胞传递信号？所有正常的神经回路是否都被重建了？”

为了回答这些问题，Brand研究团队使用了一种经过基因编辑的斑马鱼模型，借助高端显微镜技术追踪感光细胞在突触处的活动。突触是感光细胞与其他神经细胞连接并传递信号的关键部位。

图片来自Developmental Cell, 2024, doi:10.1016/j.devcel.2024.07.005

然而，测试再生感光细胞的功能面临巨大挑战，因为在显微镜下用光观察细胞的同时也会刺激它们，这使得技术难度极高。幸运的是，在英国萨塞克斯大学的Tom Baden教授和德累斯顿工业大学分子与细胞生物工程中心的Hella Hartmann博士的帮助下，研究团队设计出了一种定制显微镜，成功解决了这一问题。

利用这种先进的设备，Brand研究团队证实了再生的感光细胞确实恢复了正常的生理功能，它们能够响应不同波长的光线，并以与原始细胞相同的灵敏度、质量和速度将信号传递给邻近细胞。

未来的希望

Brand教授表示：“从分子层面来看，斑马鱼确实能够完全恢复视力。考虑到人类和鱼类有共同的进化起源，并且共享许多基因和细胞类型，我们希望有一天人类也能掌握这种再生技能。”他补充道：“目前的研究仍然处于基础阶段，距离临床应用还有很长的路要走。但如果将来能够激活人类视网膜干细胞进行功能再生，那么我们将有望彻底改变像视网膜色素变性和黄斑变性这样目前无法治愈的眼病的治疗方式。这项研究让我们向着这个目标迈进了一大步。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Evelyn Abraham et al. Restoration of cone-circuit functionality in the regenerating adult zebrafish retina. Developmental Cell, 2024, doi:10.1016/j.devcel.2024.07.005.