iPS细胞,让失明动物重现光明!

2006年,日本京都大学山中伸弥发现,只需要四个转录因子(基因)就能使得小鼠成体细胞冲变成形成具有胚胎样细胞的干细胞,并命名了iPS细胞,即诱导多潜能干细胞;

接着,2007年,山中伸弥和威斯康星大学麦迪逊分校的James Thomson都报告了制作出了iPS细胞。

随后一系列的研究和报道出现,让iPS细胞成为了干细胞领域的一颗明星。

早在2013年,日本就启动了iPS细胞眼部疾病的研究,2014年手里iPS细胞治疗眼部疾病手术实施,到如今日本委员会暂时批准使用重编程干细胞治疗患病或受损的角膜。

虽然研究人员正在等待卫生部的最终批准,以测试角膜失明患者的治疗方法,但如果这种方法一旦推广,将会影响全世界数百万人。

眼睛是一种复杂的器官,具有来自不同原始细胞谱系的高度特化的组织。

例如,视网膜通过视神经囊泡从神经外胚层发育,而角膜的虹膜和富含胶原蛋白的基质来源于神经嵴。

最近研究人员已经证明了从多能干细胞体外诱导产生角膜上皮细胞。然而,这些研究具有单一的、组织特异性的特点,并不能反映整个眼睛发育的复杂性。

在最近的一篇《Nature》文章中,科学家们展示了自我形成的眼外细胞的外胚层自主多区(SEAM)的诱导多能干细胞的产生。最近在培养中对多能干细胞的研究揭示了一个先前被低估的,内在细胞自我组织调节水平。

由人诱导的多能干细胞产生的眼细胞的自形成的外胚层自主多区,某些方面,这样的实验模拟了整个眼睛的发育,因为不同区域内的细胞按照谱系进行了重分布,跨越了眼表外胚层、晶状体、神经视网膜和视网膜色素上皮。

因此,它是一个有希望的转化医学资源。为了说明这一点,研究人员从眼表外皮区分离的细胞,并且在体外分类和扩增,诱导形成了角膜上皮,将细胞移植到在实验诱导的角膜失明模型动物身上,发现这些动物的眼睛恢复了功能。


角膜是一种覆盖并保护眼睛的透明层,含有干细胞,可在角膜受损时修复它。但是一些人因为疾病、化学物质、烧伤等因素破坏后,可能导致患者失去视力。目前,来自已经死亡的捐赠者的角膜移植可以用于治疗受损或患病的角膜,但是这样的优质组织是稀缺的。

由大阪大学眼科医生Kohji Nishida领导的研究小组计划使用由诱导多能干细胞制成的组织片治疗受损的角膜。

这些是通过将来自供体的细胞重编程为胚胎样状态而产生的细胞,然后在体外可以转化为其他组织,例如角膜细胞,从而帮助患者恢复光明。Nishida的团队计划在患者眼睛周围铺设0.05毫米厚的角膜细胞。动物研究显示,此种方法可以保护或恢复视力。

日本卫生部预计很快就会做出决定。

如果西田和他的团队获得批准,他们将治疗四个人,然后他们将监测一年,以检查治疗的安全性和有效性,第一次治疗计划在7月底之前进行。其他日本研究人员也正在使用诱导多能干细胞进行临床研究,以治疗脊髓损伤、帕金森病等多种疾病。

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