以干細胞為基礎的失明治療的進展

在移植過程中，標記為紅色的人類感光前體細胞遷移并整合到退化的犬視網膜中。綠色標記是突觸制造者，表明移植的細胞開始與視網膜中的二級神經元形成連接。    

如果，在致盲的視網膜疾病患者中，人們可以簡單地將從培養皿中提取的健康的感光細胞導入視網膜，并恢復視力，那會怎么樣?這是一種治療失明的誘人而直接的策略，然而這種方法遇到了許多科學上的障礙，包括引入的細胞迅速死亡或無法與視網膜整合。發表在《干細胞報告》(Stem Cell Reports)上的一項新研究克服了這些挑戰，標志著基于細胞的治療取得了重大進展。這項研究由賓夕法尼亞大學獸醫學院的一個團隊領導，與威斯康星大學麥迪遜分校、費城兒童醫院和美國國家衛生研究院國家眼科研究所(NEI)的研究人員合作，將人類感光細胞的前體引入狗的視網膜。免疫抑制藥物的混合物使這些細胞能夠在受體的視網膜中存活數月，在那里它們開始與現有的視網膜細胞形成連接。“在這項研究中，我們想知道我們是否可以，第一，改善這些細胞到視網膜下間隙的手術;二、對細胞進行活體成像;三、提高自己的生存能力;第四，它們會遷移到視網膜層，并開始整合，”賓夕法尼亞獸醫大學眼科教授、該研究的資深作者威廉·貝爾特蘭(William Beltran)說。“所有這些問題的答案都是肯定的。”

賓夕法尼亞大學獸醫學院的Beltran和Gustavo Aguirre長期以來一直對解決視網膜致盲疾病感興趣，迄今為止，他們在針對已知致病基因的疾病生產矯正基因療法方面取得了巨大成功。但是對于許多遺傳性視網膜退化的病例來說，一個基因還沒有被確定。在其他患者中，這種疾病已經發展到沒有足夠完整的感光細胞來進行基因治療。在任何一種情況下，一種再生醫學方法，即光感受器可以完全再生，將是非常有價值的。

由視桿細胞和視錐細胞組成的感光細胞構成了視網膜外層的一層，對啟動視覺過程至關重要，在此過程中，光能轉化為電信號。為了正常工作，它們必須與視網膜內部的細胞形成連接或突觸，以傳遞視覺信息。因此，這種細胞療法的目標是重建這一層，并使其與視網膜的其他細胞類型整合，以便將信號從一層傳遞到下一層。

在目前的工作中，研究小組使用人類感光細胞的干細胞衍生前體作為細胞治療的基礎。在與Bharti實驗室的合作中，他們開發了一種新的手術方法，將用熒光標記的細胞注入7只視力正常的狗和3只遺傳性視網膜退化的狗的視網膜，然后使用各種非侵入性成像技術跟蹤細胞的時間。

Gamm說:“使用一個大型動物模型，它經歷了自然發生的視網膜退化，并擁有人類大小的眼睛，這有助于優化安全有效的手術程序，以提供可用于患者的細胞劑量。”研究人員觀察到視網膜退化的動物的細胞攝取比正常視網膜的動物要好得多。

Beltran說:“我們發現，如果你將這些細胞注入有自己感光細胞的正常視網膜，視網膜幾乎是完整的，并充當一個物理屏障，所以引入的細胞不會與視網膜中的二級神經元，即雙極細胞連接。但在三只視網膜退化晚期的狗身上，視網膜屏障的滲透性更強。在這種環境下，細胞有更好的能力開始進入視網膜的正確層。”

由于移植的人類細胞可能會被狗的免疫系統解讀為外來實體，研究人員采取了在其他組織移植過程中會采取的做法:他們給狗服用免疫抑制藥物。事實上，雖然注射了免疫抑制藥物的狗的細胞數量大幅下降，但注射了雞尾酒的狗的細胞數量下降了，但隨后維持了下來。

對引入的細胞的進一步鑒定揭示了潛在突觸的證據。“我們發現，是的，有些神經元似乎與那些二級神經元‘握手’，”Beltran說。“似乎有接觸。”

這個項目的下一階段將是繼續優化治療，然后測試是否有功能反應。

Systemic immunosuppression promotes survival and integration of subretinally-implanted human ESC-derived photoreceptor precursors in dogs.