综述:单细胞RNA测序在人视网膜类器官研究中的应用

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Experimental Eye Research 3.0

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  这篇综述系统阐述了单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术在视网膜类器官(ROs)研究中的突破性应用。通过解析ROs的细胞异质性、发育轨迹及疾病分子特征,揭示了其在视网膜神经发生、退行性疾病(如AMD、青光眼)研究中的价值,并探讨了与空间转录组学、CRISPR筛选等技术的整合前景,为视网膜疾病治疗提供新思路。

  

scRNA-seq数据验证ROs与正常人视网膜的相似性
视网膜类器官(ROs)作为潜在的移植来源,其形态与功能需高度模拟生理状态视网膜。scRNA-seq通过解析细胞组成差异,证实ROs能复现视网膜关键细胞类型(如光感受器前体细胞PCPs)的基因表达谱,尤其在发育中后期与体内视网膜相似度显著提升。

ROs中scRNA-seq研究的主要细胞类型
光感受器细胞(视杆/视锥细胞)及其前体PCPs、穆勒胶质细胞(MGs)是scRNA-seq分析的核心靶点。研究发现ROs中视杆细胞标记基因NRL+和视锥细胞标记基因THRB+的表达动态,揭示了光感受器分化的关键时间窗口。

ROs的疾病研究应用
在年龄相关性黄斑变性(AMD)模型中,scRNA-seq发现视网膜色素上皮(RPE)细胞中补体通路异常激活;糖尿病视网膜病变研究则通过ROs鉴定出血管内皮生长因子(VEGF)信号通路的细胞特异性调控机制。

技术优化与平台整合
Cell X机器人培养平台联合scRNA-seq验证了自动化RO培养的批次稳定性。此外,微流控芯片与单细胞多组学技术的结合,显著提升了ROs在药物筛选(如抗青光眼化合物)中的效率。

挑战与展望
当前ROs培养仍存在周期长(>120天)、成本高等瓶颈。未来需通过CRISPR-scRNA-seq联用精准编辑疾病相关基因(如HTRA1rs11200638),并建立患者特异性ROs库以推动个性化治疗。空间转录组学的引入将进一步提升ROs的微环境模拟精度。

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