从视网膜类器官到“视网膜器官”的思考

视网膜退行性疾病是引起严重致盲的常见眼科疾病,目前临床治疗仍是棘手难题.视网膜组织难以获取且无法培养,使视网膜相关疾病的机制研究及治疗很困难.由于动物与人的视网膜存在显著的种属差异,既往诸多动物实验结果往往难以转化落地而解决实际治疗问题.视网膜类器官的出现,成为解决这些问题的新希望.它使视网膜相关疾病能重现在细胞培养皿中,用于疾病致病机制及药物筛选研究,更重要的是可用于细胞移植替代变性的视网膜细胞,有望使失明患者重见光明.但也必须认识到视网膜类器官模拟疾病还存在一些亟待解决的问题,诸如分化稳定性低、缺乏血管及神经免疫细胞等瓶颈问题.虽然微流控生物反应器系统的应用改善了视网膜类器官的分化和培养,但当前的技术只能做到“类器官”,尚未达到“视网膜器官”的标准.因此,本文的目的就是对视网膜类器官的应用及存在的问题进行梳理,思考如何进一步推动发展可用于再生医疗的视网膜器官,以期更好地推动视网膜疾病的治疗和研究.     

PNAS：利用皮肤干细胞分化出视网膜细胞

美国研究人员8月24日宣布,他们利用人体皮肤细胞培育诱导多功能干细胞（iPS）,并成功分化出了不同类型的视网膜细胞。这意味着将来视网膜受损的患者可以利用自身皮肤细胞进行修复。来自威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在新一期美国《国家科学院院刊》（PNAS）上介绍说,这项研究的重要意义不仅仅证实了人体诱导多功能干细胞可以分化戍各种视网艇细胞,而且还表明,这种分化发育过程与人眼视网膜自身的发育过程十分相似。诱导多功能干细胞是通过基因重新编排方法,”诱导”普通细胞回到最原始的胚胎发育状态,能够像胚胎干细胞一样进行分化人类的某些疾炳很难或者不可能用动物模型来进行研究,     

视觉皮层下通路与拓扑知觉

研究表明，视觉通路除了经典的视觉皮层通路外，还有一条“古老的”、快速的皮层下通路负责在有意识和无意识状态下快速处理与情绪相关的信息。皮层下视觉通路由上丘、枕核和杏仁核组成，而且不经过初级视觉皮层。我们前期研究表明，初级视觉皮层与拓扑知觉信息加工没有关系，而皮层下视觉通路负责处理视觉拓扑信息。基于这些发现，我们认为，在早期视觉中，大脑检测涉及生命攸关的信号，这些信号告诉大脑：环境中有物体出现或消失，使大脑进入警戒状态，这对物种的生存至关重要。因此，在早期视觉中，需要检测的要素只是物体的“出现”和“消失”，而不是“纹理”、“形状”等。“出现”和“消失”都是拓扑特征的变化。拓扑感知和皮层下视觉通路的存在可能是早期预警的神经基础。在灵长类动物中，视网膜外周区域主要由视杆细胞构成，该区域接收的视觉信息主要通过皮层下视觉通路进行处理；视网膜中心区域（即中央凹）主要由视锥细胞构成，视觉空间分辨率变得非常高，该区域视觉信息处理主要是由视觉皮层负责。研究表明，由视杆细胞构成的视网膜是个“古老”结构，在1亿多年前就出现了；而视锥细胞构成的视网膜类型较为“年轻”，在5 000万年前才出现。所以，我们的视网膜从“古老”结构演化到“年轻”结构至少用了5 000万年的时间，它是由一个古老结构和一个年轻结构共同组成的“嵌合体”。当我们讨论皮层下通路存在的意义时，我们也应该结合皮层通路的功能来统一考虑。     

对彭高槐同志来信的答复

彭高槐同志: 《进展》转来您对《生理学》教材“感觉器官”两个问题的商讨的信。作为第二版这部分内容的编写人,现就提出的问题答复如下: 一、由于简化眼的数据有多种,本书第二版选用了Fulton“生理学与生物物理”第18版第413页上的附图和数字,取其简单易记;原书未注明出处,实际是来自Donders的数据,为一般教科书所采用。如将我们教材第二版第322页检查视力(即Landolt环)时的数据代入公式,则环上缺口在视网膜上形成的像为     

青少年近视眼的形成和防治

眼是视觉的外围器官,人的眼球构造如图1所示,眼的屈光面基本上起着凸透镜的作用,经过一系列的调节装置,将外界的物像投射在视网膜上,刺激视网膜的感光细胞,这些细胞的兴奋沿着神经到大脑皮层的视区,在这里激起的反应叫做“看见”或“视觉”。可以把眼比做一架精密的自动照相机,当然,它的结构与机能的精细远非精密的自动照相机所能比拟的。     

多重视觉表征:从视网膜坐标到空间坐标

视觉系统基于映射到视网膜上的像来获取外部世界的信息,因此,视觉信息首先在视网膜坐标系中进行编码和表征。然而,大量的研究显示,眼睛的注视方向对视觉皮层神经元的活动强度具有广泛的调节作用,这一机制能够实现基于视网膜以外参考坐标的视觉加工过程。近些年的研究发现,视觉信息能在多种不同的参考坐标下进行表征,这些机制在稳定的视觉表征、多感觉模态整合与视觉运动信息转换中起到重要作用。     

灰茶尺蠖成虫复眼的超微结构及其明暗适应中的变化

【目的】明确灰茶尺蠖Ectropis grisescens成虫复眼的超微结构及其明暗适应中的变化,探究其调光机制。【方法】采用超景深显微镜测定了灰茶尺蠖成虫复眼的小眼数量、间角、直径和曲率半径等外部参数,并通过组织切片、光学显微镜和透射电子显微镜等技术观察了复眼的内部超微结构;通过光学显微镜观察了灰茶尺蠖成虫复眼在明暗环境中分别适应2 h后晶锥结构及色素颗粒的位置变化。【结果】灰茶尺蠖成虫复眼呈半球形,雌、雄虫单个复眼分别有2 502±105和3 123±78个小眼。小眼自远端至近端由角膜、晶锥、透明区构成的屈光层和由15个视网膜细胞构成的感光层组成。2个初级色素细胞包裹着晶锥,自角膜近端延伸至视网膜细胞核区的远端;每个小眼外围由6个次级色素细胞围绕,自角膜近端延伸至基膜;在透明区内14个视网膜细胞聚集成束(非感杆束),远端与晶锥束末端连接,在感光层内形成闭合型感杆束,延伸至第15个视网膜细胞(基部视网膜细胞)。在明暗适应时,灰茶尺蠖复眼的晶锥细胞间出现开闭,色素颗粒进行纵向位移,以适应外界的光强度的变化。【结论】灰茶尺蠖成虫复眼属于重叠像眼,感杆束为“14+1”模式;屏蔽色素颗粒的移...     

基因编辑技术在视神经再生修复中的应用

视网膜极易因激光意外事故、中枢神经或视网膜退行性疾病发生异常改变,严重威胁视功能。目前,仍没有针对哺乳动物视网膜损伤的完善修复机制。视网膜“干细胞”穆勒胶质（MG）细胞不能自发进入细胞周期,基因编辑手段可使MG细胞转分化,从而具有视网膜祖细胞的能力。转分化相关信号通路及调控因子对MG基因组重编程至关重要。基因编辑治疗利用腺病毒、慢病毒等载体将外源基因导入体内,促使哺乳动物受损视网膜中MG细胞激增和去分化,损伤的视网膜神经元再生。与传统药物治疗需要长期服药相比,基因疗法的出现有望实现通过一次治疗达到修复目的。文章就视网膜修复机制、调控视神经再生的信号通路以及基因治疗修复损伤视网膜研究现状和应用过程中存在的问题进行综述,并展望未来相关的发展趋势。未来基因编辑治疗将会给视神经再生修复研究带来深刻变革,为视网膜疾病的治疗带来新的曙光。     

LASIK术后高阶像差对视觉质量影响的研究进展

随着屈光手术的发展,过去人们所追求的单纯裸眼视力的提高逐渐被追求视觉质量的提高所代替。LASIK术后患者低阶像差减小,高阶像差进一步增加,虽然裸眼视力提高,但是对比敏感度下降,尤其是暗环境下和有眩光时视觉质量不能达到理想效果,因为高阶像差是影响视网膜成像的重要因素,对比敏感度是评价视网膜成像质量好坏的重要指标之一,所以探讨不同成分高阶像差以及它们之间适当组合对视觉质量的影响和LASIK术后各频段对比敏感度的变化,研究各项高阶像差与对比敏感度之间的关系可以为临床外科屈光医生提供一定的理论指导,进而解决LASIK术后的眩光、星形放射、暗视力差等问题。本文通过概括LASIK术后高阶像差和对比敏感度的变化,对它们之间关系的研究现状和进展作一综述。     

日本成功试验人造视网膜

日本大阪大学教授田野保雄领导的研究小组近日成功地将人造视网膜植入失明患者的眼球,使患者“重见光明”。     

“螂螂”乾坤

“它仪态万方,庄严地半立着;那宽大的绿色薄翼像亚麻布裙裾一样长长地拖曳在地;前足就像人的手臂一样伸向天空,活脱脱一副祷告的姿势……”自古以来它被西方人称为发布神谕的“先知”或向上帝祈祷的“修女”,然而,它既不静默祈祷,     

美国研究人员利用老鼠细胞制成“人造水母”

美国哈佛大学和加州理工学院的研究人员在《自然·生物技术》杂志刊登报告说利用硅树脂和老鼠心肌细胞制造出了“人造水母”,它在电流的刺激下能够在水中像水母那样游动,这个“人造水母”的外形像一朵八瓣花,8个“花瓣”都是由硅树脂制成,在它的中心是附着在薄膜上的老鼠心肌细胞。     

“人眼视网膜成象实验”的改进

“人眼视网膜成象实验”的改进我们知道，视网膜上所成之象为倒象。怎样才能证明这一点呢？我进行了实验，找到了最佳操作方法。取厚纸两张，一般牛皮纸即可，但不能用白纸，黑纸更好。在其中一张纸中央用针扎一小孔，孔的直径最大不能大于３ｍｍ。把带孔纸置于眼前３～１...     

干细胞技术用于眼疾患者大有希望

干细胞 (ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ)是机体组织保留的一部分未分化的原始细胞 ,有“万能细胞”之称。按其分化潜能可分为胚胎干细胞和非胚胎干细胞 ,前者表现其全能性 (细胞能发育成任何类型细胞或组织的特性 ,最终能分化形成独立个体 ) ,后者表现其多能性和专能性 ,但不具全能性。这二者在临床医学上均有着潜在的应用前景。加拿大多伦多大学研究人员发现人视网膜中有干细胞的存在。过去认为人的眼球发育在胚胎阶段完成 ,在人的视网膜中不再有干细胞存在 ,人眼球一旦受损伤 ,不能自行修复。后来研究者发现 ,人、牛、鼠的视网膜中都有干细胞的存在 …     

动物学报第26卷总目录

第1期LH一RH九肚类似物抑制蜕膜形成机理的研究n.对假孕大白鼠的实验······…… “’‘’‘”””‘.‘”.‘”‘.”.’‘”‘”’.”‘’·””····························……刘以训、李树民(1)两种夜间活动壁虎的视网膜光学显微镜和电子显微镜观察························…… .””’‘””‘”‘’“”””’‘”’‘”“”””‘”“’‘””’‘’·········……王厚华、曲富金、张铁峰(5)青蛙视网膜神经节细胞计数及分布特点的研究·········………     

盲点测试演示模型的制作及应用

初中《生理卫生》教材中有一个“测试盲点”的实验.以往我们采用“马利奥特瓦”方法(测试板)进行盲点测试.虽作了实验,但教师在讲解“视网膜上盲点的位置是靠近鼻侧还是靠近相反的另一侧”这个问题时,一般只采用画图来抽象地讲解,学生不易理解,在头脑中难以形成正确的立体概念.为了解决这个问题,我们试制了盲点测试演示模型,以加强盲点测试实验的直观性,达到了良好的实验效果.     

视网膜单细胞成像技术研究

建立了一台基于37单元变形镜、Shack-hartman波前像差传感器和12位科研级CCD相机的自适应光学视网膜相机。采用一个中心波长为679nm的超辐射二极管(SLD)作为相机的光源,通过将超辐射二极管和多模光纤耦合,显著减小了SLD光源的空间相干性,从而消除了散斑噪声对成像的影响。多模光纤的输出提供了一种高亮度、均匀照明的光源,使人眼视网膜单细胞成像的速度达到4．8幅／秒。     

封面照片：网丝蛱蝶Cyrestis thyodamas Boisduval

该种俗称石墙蝶。翅展45~60mm,翅面上的斑纹像中名中的“网丝”或俗名中的“石墙”,深色条纹与翅脉纵横交错,而粗粗一看更像沏的石墙一般,石块大小不一,但纹路清晰;英文则通称为Common Map(普通地图)。当它停息在岩石、沙土地时,翅面上的斑纹具有很强的保护色作用,尤其停在石灰     

血-视网膜屏障的检测方法

视网膜中良好的血液循环与视网膜神经细胞的存活密切相关.在缺氧缺血条件下神经细胞的存活除了受其自身特性影响外,还受该细胞所处的微环境的调节.而血-视网膜屏障对调节视网膜的微环境,维持其稳态起重要作用.了解血-视网膜屏障的检测方法对研究血-视网膜屏障损伤在缺氧缺血性视网膜疾病的作用具有重要意义.本文着重介绍多种检测血-视网膜屏障的方法,为研究者检测血-视网膜屏障的损伤提供方法学资料.     

基于网络药理学探究芍药苷治疗糖尿病视网膜病变的机制

本研究通过体外实验与网络药理学相结合的方法分析芍药苷治疗糖尿病视网膜病变的相关作用机制。制备高糖环境下视网膜血管内皮细胞的体外模型,探究芍药苷对糖尿病视网膜病变的保护作用;从TCMSP、 UniProt、 PubChem、 PharmMapper、 SwisstargetPrediction、 GeneCards、 OMIM、 DrugBank、 TTD数据库获取芍药苷和糖尿病视网膜病变的作用靶点,使用韦恩图获取核心靶点;基于STRING数据库,采用Cytoscape构建蛋白质-蛋白质相互作用网络和“药物-靶点-疾病”网络;应用DAVID数据库对核心靶点进行GO功能富集分析和KEGG通路富集分析,并用AutoDock软件将芍药苷与核心靶点进行分子对接验证。体外实验结果显示,芍药苷能显著抑制视网膜血管内皮细胞的增殖,降低其迁移能力并减少管腔形成长度。网络药理学结果显示共获取芍药苷治疗糖尿病视网膜病变的核心靶点154个,其中度值较高的靶点包括VEGFA、 IL6等。GO功能共富集到705个GO条目,主要涉及细胞对药物的反应、血管内皮细胞迁移的调节、细胞增殖的调节等生物过程;KEGG通路富集...