干细胞
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利用干细胞有望治疗视网膜病变

时间:2019-05-07 15:17来源: 爱贝医疗 作者:爱贝医疗 点击:

干细胞治疗疗法医院

中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所、脑科学与智能技巧杰出翻新中心何杰研究组实现研究。该研究采取基于彩虹鱼克隆剖析,在单细胞水平上揭示了视网膜干细胞在视网膜睫状边沿区的准判断位;同时在边沿区中发明一类目前尚未报道的静息态细胞。此外,此研究采取原位细胞谱系追踪,论述了视网膜干细胞胚胎发育的正确细胞谱系,从而揭示视网膜干细胞来源于视泡 (optic vesicle)旁边层上皮细胞中的一群双潜能细胞。此项工作发明了视网膜干细胞发育的细胞谱系基本,为进一步揭示视网膜干细胞发育的分子机制,终极实现视网膜干细胞微环境的体外重建供给重要的实验依据。

研究团队以斑马鱼为模式动物,采取基于彩虹鱼的克隆剖析,将视网膜干细胞准判断位于视网膜睫状边沿区最外周第二层或第三层细胞。绝对视网膜睫状边沿区中其余视网膜前体细胞,视网膜干细胞的细胞周期比较长。此外,研究团队还发明视网膜睫状边沿区最外周第一层细胞是一类完全处于静息状况的新细胞类型。RNA原位杂交实验表明,它们既不表白视网膜干细胞的分子标记,也不表白或者仅幽微表白视网膜色素细胞相干的分子标记。对于这类新的细胞对视网膜干细胞的坚持作用还须要进一步研究。

在准判断位视网膜干细胞的基本上,研究人员进一步寻找视网膜干细胞的胚胎来源。Kaede是一种光转化蛋白,在405nm激光照射下,可能由绿色变为红色。将核定位光转化蛋白nls-kaede的mRNA注射到野生型斑马鱼的胚胎中。在视网膜发育的视泡阶段,对表白Kaede蛋白的视泡旁边上皮细胞进行单细胞光转化,通过剖析由单个上皮细胞衍生的克隆,研究人员发明:视网膜干细胞只能由视泡旁边上皮细胞中一群双潜能细胞产生;这群双潜能细胞产生视网膜干细胞的同时产生视网膜色素细胞,是一群细胞周期比较短的细胞。RNA原位杂交实验表明,这群双潜能细胞既表白视网膜干细胞的分子标记,也表白视网膜色素细胞的标记。而视网膜视泡旁边上皮细胞中的其余细胞则只能产生视网膜色素细胞或者视网膜前体细胞。

在准判断位视网膜干细胞的基本上,研究人员进一步寻找视网膜干细胞的胚胎来源。Kaede是一种光转化蛋白,在405nm激光照射下,可能由绿色变为红色。将核定位光转化蛋白nls-kaede的mRNA注射到野生型斑马鱼的胚胎中。在视网膜发育的视泡阶段,对表白Kaede蛋白的视泡旁边上皮细胞进行单细胞光转化,通过剖析由单个上皮细胞衍生的克隆,研究人员发明:视网膜干细胞只能由视泡旁边上皮细胞中一群双潜能细胞产生;这群双潜能细胞产生视网膜干细胞的同时产生视网膜色素细胞,是一群细胞周期比较短的细胞。RNA原位杂交实验表明,这群双潜能细胞既表白视网膜干细胞的分子标记,也表白视网膜色素细胞的标记。而视网膜视泡旁边上皮细胞中的其余细胞则只能产生视网膜色素细胞或者视网膜前体细胞。

2.利用多能性干细胞制造三维微型视网膜

近期,干细胞科学家们给大众分享了制造人视网膜---眼部中对光芒敏感的局部---的配方。当初,在一项新的研究中,德国科学家们发明了另一种利用小鼠或人干细胞高效地制造三维视网膜类器官(retina organoids)的方法。他们制造的“微型视网膜(mini-retina)”为研究视网膜成长、伤害跟修复供给新的视角。

Karl跟共事们在体内比较了源自小鼠多能性干细胞的视网膜类器官、源自人多能性干细胞的视网膜类器官跟小鼠视网膜,证明了这种新的视网膜类器官制造方法的坚固性。Karl说,“组织异质性是类器官体系中的一个重要挑衅。这里,咱们的研究供给新的意识,这将有助开发出基于类器官的特定模型,从而特别坚固地研究视网膜疾病机制。”

Karl实验室还对这种微型视网膜制造方法进行转变,波及在眼部发育早期阶段将利用干细胞制造出的视网膜类器官切割成三个块。每块看起来类似于小半月,终极发育成在视网膜中发明的全套细胞,因此比较于之前的方法,视网膜类器官产生增加了高达4倍。这种三等分也增进存活下来的类器官块长大到类似于未切割时的类器官大小。这些微型视网膜在盘碟中自由游动,这是因为它们不再附着到盘碟名义上,从而更好地反应发育期间的视网膜组织结构。 

3.新技巧将干细胞变为视网膜神经节细胞

来自约翰霍普金斯大学的研究人员近日开发了一种新型技巧,其可能将人类干细胞有效转化成为视网膜神经节细胞,这种干细胞位于视网膜中,其可能将眼睛中的视觉信号传递至大脑,而这类干细胞的逝世亡或异样会引发某些疾病患者的视觉丧失,比方青光眼或多发性硬化症患者。

医学博士Donald Zack指出,咱们的工作不仅可能帮助更好地理解视神经的生物学机制,同时还可能增进基于细胞的人类模型被用来寻找阻断或医治致盲状况的药物,终极或将帮助科学家们开发细胞移植疗法来帮助恢复青光眼或多发性硬化症患者的视力缺失。文章中研究者对人类胚胎干细胞系进行遗传润饰,使其转化成为视网膜神经节细胞,随后利用新的细胞系就可能开发新型的分化方法,并对所生成的细胞进行特点剖析。

利用CRISPR-Cas9基因编辑技巧,研究者将荧光蛋白基因插入到干细胞的DNA中,红色的荧光蛋白仅会在名为BRN3B的基因进行表白时才会表白,BRN3B在视网膜神经节细胞中是表白的,因此一旦细胞分化成为视网膜神经节细胞,其就会在显微镜下显现出红色表示。随后研究者利用一种名为荧光活化细胞分选体系将新分化形成的视网膜神经节细胞从多种不同的细胞混淆物中分别出来,并使其成为高纯度的细胞群体供研究所用,这些细胞也将表示出较好的生物学跟物理学特点。

研究者还发明,在研究第一天增加一种名为福司柯林的天然动物化合物就可能帮助改良细胞转变为视网膜神经节细胞的效力,而这种普遍用于减肥跟增肌的化合物或者并不是足够保险,且有效帮助防备失明。研究者Valentin Sluch说道,在培养进行30天时,咱们在显微镜下察看到了明显的荧光细胞聚集景象,在接下来的实验中,咱们盼望利用CRISPR技巧将帮助咱们寻找更多对神经节细胞生存跟功能十分重要的基因,咱们盼望这些细胞终极可能帮助开发医治青光眼跟视神经疾病的新型疗法。

4.干细胞: 从人类干细胞到感光视网膜


本期 Nature Communications上发表的一项研究讲演说,有感光才干的视网膜组织已从人引诱多能干细胞被生成。这项工作为研究人视网膜发育跟造成失明的疾病供给了一个体系。

很多情势的失明都是由被称为“感光器”的细胞的功能变态或这些细胞的丧失造成的,这些细胞负责在视网膜中感应光。引诱多能干细胞(iPSC)在对这些疾病进行模仿方面或在作为潜在医治药物方面都有很大潜力。以前的研究表明,是有可能在一个培养皿中从人iPSCs来生成视网膜组织、包含感光器的。

Maria Valeria Canto-Soler及共事在这个方向上又迈出了一步:他们发明,人iPSCs能产生与发育中的人眼睛的解剖结构类似的视网膜组织,并且含有能以与活生物中的感光器细胞类似的方法对光做出反应的感光器细胞。

5.胚胎干细胞所发育感光细胞可融入视网膜


据《天然—生物技巧》研究讲演显示,在皮氏培养皿中培养小鼠胚胎干细胞所产生的感光细胞能与患有视网膜疾病的成年小鼠的视网膜相融合。这象征着,通细致胞疗法来矫正因视网膜疾病或伤害造成的失明的研究又迈进了一步。

在与年纪相干的黄斑退化跟各种遗传视网膜疾病中,视网膜的功能会因为一种被称为“感光体”的感光细胞受损而丧失。先前研究发明,对患有类似疾病的失明小鼠来说,可能通过从视力畸形的年青小鼠的视网膜中分别出未成熟的感光体并移植到失明小鼠视网膜中,从而改良其视力。

Robin Ali等人从胚胎干细胞中获取并培养出未成熟的类似视杆细胞并进行了研究。他们发明,利用一种最近公开的3D方法制得的未成熟感光体可能与患有多种视网膜疾病的接收移植的小鼠的视网膜相融合。而且,在成活小鼠体内,植入的细胞会发育成熟,其功能与发育完全的视杆细胞很类似。

6.英国科学家利用胚胎干细胞胜利移植视网膜细胞

英国科学家胜利将通过胚胎干细胞技巧获得的感光细胞移植胜利。只管近年来胚胎干细胞技巧获得长足发展,但利用于临床的进度仍然缓慢。这次实验的胜利标记着胚胎干细胞技巧又向前迈进了一大步。

来自Institute of Ophthalmology and Moorfields Eye Hospital的科学家利用胚胎干细胞分化出感光细胞后将其移入夜盲小鼠眼部,发明小鼠的眼部恢复畸形。

这项技巧存在重要意思,因为包含糖尿病在内的很多疾病都会引起视网膜上的感光细胞减少,从而引起患者失明。

7.胚胎干细胞人工培养出视网膜的雏形结构


新一期Nature刊文说,日本研究人员利用实验鼠的胚胎干细胞人工培养出了视网膜的雏形结构,这是迄今人工培养出的最为庞杂的生理组织。

日本理化研究所发育生物学中心等机构的研究人员讲演说,在一种特别的培养介质中,来自实验鼠的胚胎干细胞逐步主动形成了名为视杯的结构。视杯是胚胎发育初期的视网膜结构,其外形与酒杯类似,它会逐步发育出感光细胞、神经细胞等进而形成视网膜。

研究人员说,人工培养出的视杯从结构上看与天然形成的视杯差未几,研究人员正在对人工培养出的视杯进行功能测试,即测试它是否真能感触光芒并将相干神经信号传递给实验鼠的大脑。


  8. 日专家用人胚胎干细胞高效培养视网膜细胞

日本理化研究所在新一期英国《天然·生物工艺学》杂志网络版上讲演说,该机构跟京都大学的研究人员开发出利用人类胚胎干细胞高效培养视网膜细胞的新技巧,这一结果有助于推动视网膜疾病医治研究。干细胞存储是一种“奇迹”的细胞,是体细胞的“ 亚当”和“ 夏娃”。干细胞的魅力在于:一旦身体需要,这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化的成熟体细胞。也许在某一天,人们突然发现, 人体器官可以在实验室按需要、按流程生产,血细胞、 脑细胞、 骨骼、 心肌细胞、肝脏、神经等的更换都不成问题,即使患上 白血病、帕金森氏症和癌症这些不治之症也能绝处逢生。将干细胞用于临床治疗是所有该领域专家的梦想。 

理化研究所的专家指出,起感光作用的视网膜细胞或为视网膜细胞供给养分的视网膜色素上皮细胞性状转变,是多数视网膜疾病的起因。干细胞治疗具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞,是机体的起源细胞,是形成人体各种组织器官的原始细胞。在一定条件下,它可以分化成多种功能细胞或组织器官,医学界称其为“万用细胞”。为产生这种病变的视网膜移植放弃胎儿的视网膜细胞诚然备受凝视,但可供移植的“原料”极难获得,急切须要调换物。 

为理解决这一问题,理化研究所发展生物学研究中心跟京都大学的研究人员用名为“Dkk-1”跟“Lefty-A”的两种细胞信号克制因子,引诱人类胚胎干细胞高效分化成视网膜祖细胞,对其连续培养可生成多角形视网膜色素上皮细胞。 

此外专家发明,在利用上述引诱方法时向培养液中增加牛磺酸跟维生素A酸并延长培养时光,可使人类胚胎干细胞中的20%至30%转化成视锥细胞跟视杆细胞。视网膜中的视锥细胞可感触畸形可见光并辨别色彩,而视杆细胞对弱光敏感。 

9.脑神经干细胞可医治视网膜受损

据俄罗斯《科学信息》杂志报道,俄专家在最近进行的研究中证明,向眼睛内部移植的脑神经干细胞可能使受损的视网膜再生。

以前,医学界认为人的视网膜自身不再生才干,因此视网膜受损后无奈恢复。科研人员最近发明,鱼、爬举动物、鸟类跟包含人在内的哺乳动物的视网膜可能借助干细胞的帮助获得再生才干。专家们认为,刺激病人自身的干细胞或者向其眼部移植干细胞都可达到修复受损视网膜的目标。为了证明这一观点,俄科学家利用人脑神经干细胞在兔子身上胜利进行了实验。

他们从9到12周大的流产胚胎中取出一些人脑神经干细胞并加以培养,而后将其移植到视网膜受氩激光灼伤的兔子眼睛中。结果发明,人脑神经干细胞岂但可能在兔子眼睛中生存,而且这些神经干细胞还向兔子视网膜的灼伤部位扩散,散布在视网膜的外层或内层,增进兔子视网膜灼伤部位的愈合。  

实验也发明,利用脑神经干细胞医治视网膜受损时,最好将脑神经干细胞移植到视网膜以下的部位,以进步神经干细胞增进受损视网膜再生的后果。干细胞存储是一种“奇迹”的细胞,是体细胞的“ 亚当”和“ 夏娃”。干细胞的魅力在于:一旦身体需要,这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化的成熟体细胞。也许在某一天,人们突然发现, 人体器官可以在实验室按需要、按流程生产,血细胞、 脑细胞、 骨骼、 心肌细胞、肝脏、神经等的更换都不成问题,即使患上 白血病、帕金森氏症和癌症这些不治之症也能绝处逢生。将干细胞用于临床治疗是所有该领域专家的梦想。一来,这样会使神经干细胞可能自由地向视网膜的灼伤部位挪动;二来,这不会对接收移植的兔子眼睛造成侵害。 

10.美科学家用胚胎干细胞培养胜利视网膜细胞

美国马萨诸塞州高等细胞技巧公司的研究人员日前宣布,他们首次用人类胚胎干细胞胜利培养出了视网膜细胞,该技巧有望用于医治视网膜退化造成的失明。 研究人员说,在实验室培养进程中,胚胎干细胞分化形成一团团细胞,在这些细胞中可清楚辨别出视网膜色素上皮细胞。这是视网膜中一种对眼睛的光感触器十分重要的细胞,其破坏会导致视力降落乃至失明。将培养出的视网膜色素上皮细胞移植给患者,有可能使他们重见光亮。 这也是首次不借助动物组织或因子进行组织培养,就能使胚胎干细胞分化成想要的细胞,从而避免在给患者移植细胞时,将动物疾病沾染给人。

胚胎干细胞重要存在于人类早期胚胎中,是一种“未成熟”细胞,存在再分化形成其余细胞跟组织器官的潜力。利用病人自体细胞培养早期胚胎提取胚胎干细胞、培养供移植用的细胞、组织或器官,据认为在医疗上存在重要价值,但这种称为“医治性克隆”的方法还处于早期发展阶段,有很多基本问题不解决。此外,因为胚胎干细胞的来源因为关涉到一些伦理问题,有关研究在美国等国度受到一些机构的反对,面临妨碍。

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