前沿 | 最后一块拼图就位！人造视网膜可实现细胞连接，即将步向临床试验
转自：药明康德
在眼睛后方有一层薄薄的组织，可以将光信号转变成大脑可以理解的信号，然后向我们呈现出五彩斑斓的世界。我们对它的名字并不陌生，视网膜在给予我们视觉的同时，其功能失常也是许多失明患者的关键病因。
尽管许多形式的失明都是视网膜光感受器功能障碍或者丧失引起的。但由于视网膜复杂的结构，目前的医学水平无法完成移植手术。而对科学家来说，诱导多能干细胞（iPSC）在治疗视网膜疾病中的潜力是极大的，因为这些细胞在特定的引导分化下，就能够在体外生长出我们期望的结构，甚至实现功能。
在十年前，威斯康星大学麦迪逊分校的研究者就开发了一种视网膜类器官的培养方式，借助iPSC技术，他们重新诱导出了视网膜的几种细胞类型，这些细胞可以按照天然的发育过程逐渐分化出来，并自发地形成三维的视网膜，其中不同细胞类型都恰好排列在适当的层次中。这些结果此前发表在了《自然-通讯》上，为体外培养视网膜奠定了重要基础。
去年，DavidGamm教授与威斯康星大学的同事进一步推动了体外视网膜的研究进展，他们在测试这些培养皿中细胞的功能后，确认了体外生长的视网膜光感受器细胞与天然视网膜中的一样，可以对不同波长和强度的光产生反应，并且与邻近细胞可相互作用。
Gamm教授指出，整个人造视网膜距离临床测试和使用仅仅一步之遥，如今他们终于拼凑了最后一块拼图。在《美国科学院院刊》的新研究中，他们提出了一个重要问题，这些视网膜类器官的细胞在分离之后仍然能有正常表现吗？
“我们想用类器官的细胞替代受损的视网膜部分，它们在分离之后产生连接是移植成功的关键，”Gamm教授表示。这些连接也就是我们常说的轴突，视网膜细胞需要在体外分离后产生轴突来互相联系，并使用突触传递化学信号实现健康功能。
为了测试这一过程，研究者使用了一种经过改造的狂犬病毒来识别互相传递信息的细胞。而视网膜类器官的细胞被分离成了单个细胞，并在培养皿中放置了一周的时间，以此让细胞延长轴突并建立新连接。
一周后，研究者加入了狂犬病毒并实时跟踪了病毒的走向，借助荧光蛋白，他们在显微镜下清晰地看到病毒在独立地视网膜细胞之间迁徙，这也说明细胞间已经建立了突触联系，使得病毒可以沿着突触感染新的细胞。
在所有的细胞类型中，形成突触最多的细胞类型是感光细胞，包括视杆细胞和视锥细胞，这些细胞是视网膜色素变性以及黄斑变性中丢失的细胞类型。而视网膜神经节细胞紧随其后，也有大量突触形成，这种细胞在青光眼患者中通常会退化。在未来，在体外培养的视网膜细胞就有望直接替换受损的细胞，恢复视网膜功能。
Gamm教授表示：“实验室一直在将这些故事拼凑到一起，这一切都会推动临床试验的开始，这是非常明确的下一步。”目前，Gamm教授已经为视网膜类器官申请了专利，并与合作者创立了相关疗法以推动新技术的发展。
参考资料：
[1]Lab-grownretinaleyecellsmakesuccessfulconnections,opendoorforclinicaltrialstotreatblindness.RetrievedJanuary11,2023fromhttps://news.wisc.edu/lab-grown-retinal-eye-cells-make-successful-connections-open-door-for-clinical-trials-to-treat-blindness/
[2]Re-formationofsynapticconnectivityindissociatedhumanstemcell-derivedretinalorganoidcultures.PNAS(2023)DOI:10.1073/pnas.2213418120