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科学家用干细胞培育出微型视网膜

作者:周围血管科  发布时间:2014-06-18 15:27 点击数:

 
 
  美国科学家最近利用人类诱导多能干细胞,在实验室中培育出具有三维结构、对光敏感的微型视网膜。这为将来治疗视网膜疾病乃至失明的患者带来希望。
 
  这项研究的相关论文发表在新一期英国《自然·通讯》杂志上。论文第一作者、美国约翰斯·霍普金斯大学的钟秀风说,她和同事利用人类诱导多能干细胞,在培养皿中培育出了“结构完整、功能成熟的视网膜”。这种视网膜与人眼视网膜的“结构和成分都相似,而且能感光”。
 
  干细胞是一类有潜力分化成各种器官组织的细胞,在胚胎中有大量此类细胞,它们被称作胚胎干细胞。科学界近些年来发现,利用基因重新编程技术处理成体细胞,如皮肤成纤维细胞或血液细胞,可以让它们回到胚胎干细胞状态,从而获得多向分化的能力,如此得到的细胞被称作诱导多能干细胞。
 
  钟秀风说,本次研究把人体诱导多能干细胞逐步培育为视网膜前体细胞,后者进一步分化发育成具有三维结构的视网膜组织。这种视网膜组织含有人眼视网膜的所有细胞成分,其中各种细胞自发有序地分层排列,形成组织结构,与人眼视网膜的结构层次很类似。
 
  最令研究人员兴奋的是该视网膜组织中对光刺激做出反应的感光细胞发育得非常成熟,该细胞不仅合成了感光所必需的蛋白,还生成了发挥感光功能所必需的重要结构,即所谓的“外节”结构,这一结构是感光细胞将光信号转化为生物电信号的场所。“几十年来,科研界在生物体外没有培育出感光细胞的‘外节’结构,这是一个科学难题”,钟秀风说,“我们取得了成功,这是在视网膜再生领域的一个巨大进步。”
 
  实验显示,当光波照射上述感光细胞时,细胞会出现生物电反应,这种生物电反应的波形与人眼看到光线时感光细胞所做出的反应类似。不过,钟秀风也指出,人眼看东西时,感光只是第一步,还需要视网膜的其他细胞把生物电信号传递给大脑,才能形成视觉图像。本次研究中培育的视网膜的直径才1毫米左右,还没有完全发育成熟,也没有人眼视网膜那么大。
 
  对于利用人类诱导多能干细胞培育微型视网膜的意义,一是可以作为研究材料用于探索视网膜疾病的病因,而不像从前主要依赖小鼠等动物,如此研究的结果应更可靠;二是为某项个性化医疗带来可能,比如可利用体外培养的微型视网膜来测试药物的有效性,或用于视网膜细胞移植治疗,替代患者眼中致病或死亡的视网膜细胞,为他们重新带来光明。
 
  研究者强调,他们现在培育的视网膜还不能马上移植到人眼内治疗疾病,还有很多重要问题需要探索。



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