科学家用人类干细胞制成的贴片,恢复猴子的视力

撰文:斯蒂芬尼帕帕斯
科学家们将干细胞培养成一个“补丁”,可用于修复猴子视网膜上的一个洞。(图片,:Agustin Rafael C. Reyes via Getty Images)
科学家们用来自人类干细胞的贴片,修复了猴子视网膜上的一个洞。
10月3日发表在《干细胞报告》杂志上的一项研究中描述了这一壮举,这是视网膜移植向前迈出的一步。视网膜是眼睛后部的感光细胞层,组织的损伤和疾病会导致视力丧失和失明。这种情况可能很难治疗。有时医生可以将患者自身视网膜的一部分从其外围移动到中心,但这不可避免地会导致外围出现盲点。
这项新研究的重点是修复黄斑裂孔。在这种罕见的情况下,在视网膜的正中心,即“中央凹”处会形成一个孔,这是中央视力和敏锐聚焦所必需的。当眼睛内的果冻状物质从视网膜上拉开,导致流泪时,通常会发生黄斑裂孔。大约 90% 的此类病例可以通过手术治疗,但其余 10% 可能会使患者视力模糊或出现盲点。
日本神户眼科医院研究中心主任西村美智子博士,多年来一直致力于从干细胞开发微型实验室培养的视网膜。这些视网膜“类器官”是光检测细胞片,来源于干细胞,可以被推动发育成体内的任何组织。
2019 年,西村美智子有机会在黄斑裂孔上测试这些片材。另一个研究眼睛和大脑如何处理图像的实验室发现,他们的一只日本猕猴,无法完成视觉任务,原来这只猴子有一个黄斑裂孔。然后,实验室将动物转移到西村美智子的实验室进行手术。
西村美智子和她的团队,从人类干细胞中培养出视网膜片,并用它来手术修补猴子的视网膜——有点像在撕裂的衣服上贴上贴片。移植是安全有效的,猴子在手术后的视觉测试中表现有所改善。
西村美智子告诉《生活科学》,该手术的唯一并发症是,手术后四个月出现的贴片轻度排斥反应。排斥反应涉及免疫系统攻击移植组织,在这种情况下,该团队通过注射类固醇解决了抑制免疫反应的问题。
西村美智子说,排斥反应可能是由于移植的跨物种性质。“将人体组织移植到人类身上会降低免疫反应的风险,”她建议说。
手术六个月后,研究人员通过手术切除了猴子的眼睛以检查补丁。他们发现,新的视觉细胞——主要处理夜视的视杆细胞和视锥细胞(对颜色识别至关重要)已经发展起来。然而,团队无法确定,移植细胞和猴子的原始细胞之间的联系。
西村美智子说,对于黄斑裂孔,视力的改善是由于,眼睛闭合后恢复其结构组织和功能而引起的。“移植的视网膜细胞是否也能促进视觉功能尚不清楚,但这部分不是强制性的,”她说。换句话说,视力的改善是由于孔被关闭,而不是移植细胞实际上帮助视觉处理。
西村美智子的团队正在推进使用他们的视网膜类器官来治疗其他疾病。去年,研究人员报告了一项临床试验的结果,该试验在患有视网膜色素变性的人类患者中使用这些贴片,视网膜色素变性是一种导致进行性视力丧失的遗传病。两年后,移植物已经安全地整合到患者的视网膜中,他们的视力丧失比未接受治疗的患者进展得更慢。
该团队还在研究移植的视网膜组织在动物体内的功能,以了解移植物是否可以承载工作细胞。