乍看上去
- 從皮膚來源的干細胞中生長出來的眼細胞可以從 3D 培養物中收集並誘導形成新的神經連接。
- 這些結果突出了使用移植細胞幫助恢復視力的潛力。
在退行性眼病中，例如色素性視網膜炎、黃斑變性和青光眼，眼睛中的細胞開始死亡。這些細胞捕捉光線或向大腦發送視覺信息。他們的損失最終會導致視力下降甚至失明。
一旦眼細胞死亡，身體就無法再生它們。研究人員一直在研究是否可以在實驗室中培養替代眼細胞並將其移植到眼睛中以恢復視力。為了使這種策略起作用，替換細胞需要能夠與現有細胞形成通信鏈接，稱為突觸。
由威斯康星大學麥迪遜分校的 David Gamm 博士領導的研究小組一直在試驗在培養物中培養人眼細胞。在之前的工作中，他們表明來自人類皮膚細胞的干細胞可以重新編程以產生稱為視網膜類器官的結構。類器官包含眼睛需要看到的許多類型的細胞。這些包括感光器——感知光的視桿細胞和視錐細胞——以及向大腦發送信息的視網膜神經節細胞。
為了恢復視力，移植到眼睛中的培養細胞需要形成新的突觸。但是，是否可以採集類器官細胞並產生新的突觸尚未得到證實。
在一項新研究中，Gamm 和他的同事使用一種示踪分子測試了這個問題，這種示踪分子可以穿過由單個神經元建立的連接。他們的結果於 2023 年 1 月 10 日發表在美國國家科學院院刊上。
該團隊首先培養了 80 天的視網膜類器官，讓幾種不同類型的眼細胞有時間成熟。然後他們將類器官分解成單個細胞並將它們一起培養。
在類器官分解過程中，所有現有的突觸連接都被破壞了。然而，在研究人員分離單個細胞 20 天后，所有細胞類型都可以再次產生形成新突觸所需的蛋白質。
為了追踪這些分離的細胞是否可以形成突觸連接，該團隊將這些細胞與基於狂犬病病毒的示踪劑一起培養。狂犬病病毒通過突觸從一個神經細胞傳播到另一個神經細胞。通過將無害版本的病毒與熒光示踪劑配對，該團隊可以通過任何新的突觸連接來追踪它。
使用示踪劑，研究人員發現細胞形成了新的突觸連接。在新的神經迴路中發現了幾種類型的眼細胞。感光細胞最常見，其次是視網膜神經節細胞。
“拼圖的最後一塊，”Gann 說，“是看看這些 [細胞] 是否有能力插入其他類型的視網膜細胞，或與它們握手以進行交流。” 既然這種能力已經得到證實，該團隊將努力使該技術適用於治療人類眼部疾病。
改良的狂犬病病毒從具有綠色細胞核的細胞穿過突觸進入其他細胞，導致它們也發出紅色光。這表明這些視網膜細胞通過突觸相連。威斯康星大學麥迪遜分校 Gamm 實驗室