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.     

视网膜感光细胞对仿生电场刺激的非矢量应答

正常状态下眼组织的细胞暴露于生物体内生电场中,故电场可以调控眼组织细胞一系列的生物学性能.细胞对电场信号的应答可分为两个方面,细胞对电场矢量的应答(迁移、定向生长等)和细胞对电场刺激的非矢量应答(增殖、凋亡等),而细胞对电场矢量的应答是最常见的应答现象.同时,细胞外的电场也能引起细胞内的信号转导,进而调控细胞的行为,但是对细胞内的应答机制目前知之甚少,所以对细胞非矢量性应答的机制也了解甚少.而感光细胞对电场刺激非矢量性应答的分子机制目前研究处于空白阶段,故本研究着重于探究感光细胞对于电场刺激的非矢量性应答的机制.为了探究电场刺激对感光细胞的影响,本课题组自主研发了一款电场刺激仪,研究发现,60和90 m V/mm强度的电场刺激能提高细胞活性,促进细胞增殖.检测基因表达谱,利用通路分析发现,Ca~(2+)离子依赖的ERK通路在细胞对电场刺激的应答中扮演重要角色.实验结果进一步证明,电场刺激促进Ca~(2+)离子内流进而改变了感光细胞的生长平衡,可以预见电场影响感光细胞的离子转运在感光细胞对电场刺激的应答过程中具有重要的意义.总而言之,本课题组发现,电场影响细胞内外的Ca~(2+)离子流,引发细胞内一系列的级连反应,使细胞的生长状态发生了改变.     

多能干细胞分化来源视网膜色素上皮细胞移植治疗视网膜变性研究进展

视网膜色素上皮（RPE）对视觉功能的维持起着至关重要的作用。视网膜变性是全球不可治愈性致盲疾病的重要原因,它由视网膜色素上皮功能失常所引起。因此,视网膜色素上皮移植是视网膜变性患者恢复视力的一种最有前景的手段之一。随着干细胞技术的快速发展,从多能干细胞（PSC）到有功能的视网膜色素上皮细胞的体外分化诱导技术已经成熟,其中包括胚胎干细胞（ESCs）和诱导多能干细胞（iPSCs）等。此外,从患者特异性iPSCs分化而来的RPE更能用于阐明发病机理并有针对性地个体治疗。更值得一提的是,经诱导得到RPE的移植不论在动物模型中,还是在临床试验里都已经得到了可喜的治疗效果。本文回顾PSC来源RPE干预治疗视网膜变性的最新研究进展。