简化干细胞治疗黄斑变性

随着年龄的增长，我们的眼睛也在变老;最常见的是，这包括视力的改变和新眼镜，但也有更严重的与年龄有关的眼部问题。其中之一就是老年性黄斑变性，它会影响黄斑——眼睛的后部，让我们拥有敏锐的视力和辨别细节的能力。其结果是我们视野中心部分的模糊。

黄斑是眼睛视网膜的一部分，视网膜是光敏组织，主要由眼睛的视觉细胞组成:视锥细胞和视杆细胞。视网膜还包含一层叫做视网膜视网膜色素上皮(RPE)，它有几个重要的功能，包括吸收光线、清理细胞废物和保持眼睛其他细胞的健康。

RPE的细胞也滋养和维持眼睛的感光细胞，这就是为什么最有希望的治疗策略之一老年性黄斑变性是用从人类胚胎中生长的新细胞取代老化退化的RPE细胞干细胞．

科学家们已经提出了几种将干细胞转化为RPE的方法，但我们对细胞如何随着时间的推移对这些刺激作出反应的知识仍有差距。例如，一些协议需要几个月的时间，而其他协议可能需要长达一年的时间。然而，科学家们还不清楚在这段时间里到底发生了什么。

混合细胞群

EPFL生命科学独立研究(ELISIR)项目的研究员Gioele La Manno博士说:“临床试验中提出的任何分化方案都没有经过单细胞水平的长期检验——我们知道它们可以制造视网膜色素细胞，但细胞如何进化到那种状态仍然是一个谜。”

他补充称:“总体而言，该领域一直过于关注差异化的产品，所采取的路径有时被忽视了。”“为了使该领域向前发展，了解这些协议中发生的动态方面是很重要的。成熟的过程可能与最终状态一样重要，例如对于治疗的安全性或提高细胞纯度和缩短生产时间。”

追踪干细胞成长为RPE细胞的过程

拉曼诺现在与卡罗林斯卡学院(瑞典)的弗雷德里克·兰纳教授一起领导了一项研究协议将人类胚胎干细胞分化为实际用于临床的RPE细胞。他们的工作表明，该方案可以开发安全有效的以多能干细胞为基础的老年性黄斑变性治疗方法。这项研究发表在本月的杂志封面上干细胞报告．

EPFL的博士生、该研究的主要作者之一亚历克斯·莱德尔(Alex Lederer)说:“定量PCR和大体积RNA-seq等标准方法可以捕获大量细胞中rna的平均表达。”“在混合细胞群中，这些测量可能会掩盖两者之间的关键差异单个细胞这对于了解整个过程是否正确展开非常重要。”相反，研究人员使用了一种叫做单细胞RNA测序(scRNA-seq)的技术，这种技术可以在给定时间检测单个细胞中的所有活性基因。

看看中间状态

利用scRNA-seq，研究人员能够研究个体的整个基因表达谱人类胚胎干细胞在整个区分方案中，总共需要60天。这使得他们能够绘制出一个群体中所有的瞬时状态，当它们成长为视网膜色素细胞时，还可以优化协议，抑制非rpe细胞的生长，从而防止污染细胞群体的形成。Lederer说:“目的是在移植时防止混合细胞群，并确保端点的细胞与患者眼睛的原始RPE细胞相似。”

他们发现，在成为RPE细胞的过程中，干细胞经历了一个与早期胚胎发育非常相似的过程。在此过程中，细胞培养开始了“吻侧胚胎模式”，胚胎的神经管将发展成为大脑和视觉、听觉和味觉等感觉系统。在这种模式之后，干细胞开始成熟为RPE细胞。

眼对眼:在动物模型中移植RPE细胞

但分化方案的重点是产生一个纯RPE细胞群体，可以植入患者的视网膜，以减缓黄斑变性。因此，研究小组将用scRNA-seq监测的细胞群移植到两只新西兰白化兔的视网膜下空间，这是该领域的科学家所说的“大眼动物模型”。该手术是在北斯德哥尔摩动物实验伦理委员会批准后进行的。

这项工作表明，该方案不仅产生了纯RPE细胞群，而且这些细胞在移植到视网膜下间隙后仍能继续成熟。Fredrik Lanner博士说:“我们的工作表明，分化方案可以开发安全有效的基于多能干细胞的治疗老年性黄斑变性的疗法。”他目前正在确保该方案能够很快在临床应用。

---

---