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视网膜神经节细胞(RGCs)退变会引发多种致盲疾病,目前视网膜移植的干细胞来源尚未确定。研究人员探究睫状体(CB)细胞在体内分化和替代退变 RGCs 的潜力。结果发现 CB 和脑室下区(SVZ)细胞可整合进 RGCs 缺失的视网膜,且 CB 细胞效果更佳。这为视网膜神经退行性疾病治疗带来新方向。
在神秘的眼睛世界里,视网膜神经节细胞(RGCs)就像一群忠诚的 “信号传递员”,负责将眼睛收集到的视觉信息传递给大脑,让我们能够感知五彩斑斓的世界。然而,这些 “信号传递员” 十分脆弱,一旦受到损伤或发生退变,就会引发如青光眼、视网膜营养不良等多种严重的致盲性疾病。目前,针对视网膜退变的先进细胞疗法成为研究热点,其主要依赖神经保护和神经元替代这两种机制。但理想的用于视网膜移植的干细胞来源却一直未能确定。像是从非眼部来源的间充质干细胞(MSCs),虽然有研究报道其对 RGCs 有神经保护作用,可它存在诸多问题,比如无法整合进视网膜,还可能导致功能障碍、解剖结构重塑、胶质增生、免疫识别以及小胶质细胞激活等不良后果 。诱导多能干细胞(iPS)虽被寄予厚望,却也因为存在可能保留体细胞的表观遗传记忆、部分组织具有免疫原性等潜在风险,限制了它的应用。
在这样的困境下,来自西班牙穆尔西亚大学(University of Murcia)和阿利坎特神经科学研究所(Instituto de Neurociencias de Alicante)的研究人员决定踏上探索之旅,寻找新的治疗希望。他们将目光聚焦在了睫状体(CB)细胞上,开展了一项关于 “睫状体细胞在视网膜神经节细胞退变模型中的修复潜力” 的研究。最终,他们发现 CB 细胞和脑室下区(SVZ)细胞在特定条件下能够整合进 RGCs 缺失的视网膜,并且 CB 细胞在这一过程中表现更为出色,这一成果为视网膜神经退行性疾病的治疗带来了新的曙光。该研究成果发表在了《Scientific Reports》杂志上。
为了开展这项研究,研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞获取方面,他们从成年或出生后的 C57BL/6Tg (CAG - EGFP) 小鼠中分别分离出 CB 细胞和 SVZ 细胞 。在动物模型构建上,通过对成年 C57/BL/6 小鼠进行视神经挤压(ONC)手术,建立 RGCs 退变模型。实验操作时,运用了玻璃体内注射技术,将分离得到的细胞注入小鼠视网膜。研究后期,采用免疫检测技术,使用针对特定蛋白的抗体来检测细胞标记物,进而分析细胞的分化和整合情况 。
下面来看看具体的研究结果:
- 玻璃体内注射神经干细胞对轴突切断视网膜的影响:研究人员首先验证了 CB 细胞的增殖和分化能力,发现其能生成神经球(Ns - CB),且在诱导分化过程中,细胞会失去色素沉着和 GFP 表达,并开始表达神经元标记物。随后,他们将 CB、Ns - CB 和 Ns - SVZ 细胞分别注入成年野生型小鼠视网膜,90 天后观察发现,这些细胞均在视网膜神经节细胞层上方形成了上皮膜,但未对视网膜内细胞数量产生影响,也未诱导胶质细胞激活,这表明玻璃体内注射这些细胞对视网膜神经元无毒且无不良影响。接着,在视神经挤压(ONC)后的小鼠视网膜中注射这些细胞,发现所有细胞类型都在 RGC 层上方形成上皮膜。与对照组相比,注射细胞的视网膜中 Brn3a+RGCs 数量显著增加,但由于 CB 细胞分化时会失去 GFP 表达,所以无法确定这些增加的细胞是源于神经保护作用还是细胞分化。
- 将睫状体细胞移植到 RGCs 缺失的视网膜中可增加表达神经节细胞标记的细胞数量:为了区分移植的神经干细胞是诱导轴突切断的 RGCs 产生神经保护作用,还是发生了分化,研究人员在 ONC 45 天后,即大多数 RGCs 及其轴突已经退变时,注射 CB、Ns - CB 或 Ns - SVZ 细胞,并在移植后 30 天和 90 天进行分析。结果发现,CB 或 Ns - CB 细胞注射的视网膜中,GFP 信号出现在通常由 Brn3a 细胞占据的层中,Ns - SVZ 细胞注射的视网膜中,GFP 信号出现在内核层。分析还显示,移植后 30 天和 90 天,注射 CB 和 Ns - CB 细胞的视网膜中 Brn3a+细胞数量显著增加,且这些细胞可能分化为 RGCs。此外,注射 Ns - SVZ 细胞的视网膜中,90 天后 Brn3a+细胞数量也有所增加,但比 CB 细胞所需时间更长。同时,研究人员还检测了其他 RGCs 标记物,发现注射 CB 和 Ns - CB 细胞的视网膜中,表达 RBPMS 和 βIII - tubulin 的细胞数量显著增加,这进一步表明 CB 和 Ns - CB 细胞具有表达 RGC 标记物的能力,而 SVZ 细胞虽然也能分化为神经元,但成熟过程较为缓慢。
综合上述研究结果,研究人员得出结论:CB 和 SVZ 细胞是治疗影响 RGCs 的神经退行性疾病的潜在有希望的细胞来源。它们不仅具有持续的神经保护特性,免疫耐受性好,而且在 RGCs 缺失后有分化为 RGCs 的潜力。其中,CB 细胞或体外扩增的 Ns - CB 细胞比 SVZ 细胞更有效,Ns - CB 细胞还因其可体外扩增的特性,为建立临床应用的细胞库提供了可能。不过,目前仍有一些问题有待进一步研究,比如如何在体内刺激内源性 CB 细胞用于视网膜治疗,以及能否将相关研究扩展到其他视网膜神经元等。这项研究为视网膜神经退行性疾病的治疗开辟了新的方向,为未来的临床治疗带来了新的希望,让我们对攻克这些致盲性疾病有了更多的期待。