未来愿景：通过移植恢复视力，视网膜类器官片的移植为患有视网膜退行性疾病的患者带来了希望
2025年4月11日
视网膜变性是全球范围内导致失明的主要原因，其原因是光感受器细胞和支持细胞（包括视网膜色素上皮 (RPE)）受到不可逆的损伤。科学家已将这种退化与多种眼部疾病联系起来，例如视网膜色素变性 (RP)和年龄相关性黄斑变性 (AMD)。
加州大学欧文分校 (UCI) 的眼科研究员兼神经生物学家Magdalene Seiler花费了 30 多年的时间，致力于开发移植疗法，以恢复视网膜退行性疾病患者的视力。她提出，健康的光感受器可以取代退化或死亡的细胞，并与剩余的宿主视网膜形成突触连接，从而增强视力。在接受《科学家》杂志采访时，Seiler 讨论了她的视网膜移植研究的进展，以及她的团队在开发临床疗法之前必须克服的障碍。
Q1 您的视网膜移植研究重点是什么？
A1 我的团队开发了一种将视网膜片移植到退化视网膜中的方法。由于视网膜结构非常复杂，如果我们分离细胞，就很难让光感受器以正确的方向和组织排列。通过片状移植，我们避免了这个问题。
在我们之前的工作中，我们从大鼠胚胎和捐赠的人类胎儿组织中分离出这些视网膜片，并证明移植这种带有 RPE 的组织分别改善了几种大鼠视网膜变性模型和RP 或 AMD 患者的视力。然而，获取和使用基于胎儿组织的移植存在伦理问题和运输、储存问题。
因此，我们现在正在生成视网膜类器官片，这实际上为我们提供了无限的组织来源。我们首先将人类胚胎干细胞分化成三维球形类器官。由于这些层状结构的表面含有光感受器，因此我们从其最外层切下小块，并将该组织植入大鼠的视网膜下腔。与胎儿视网膜片一样，我们观察到这些移植物也能增强大鼠的视力。
Q2 科学家在开发基于视网膜类器官的疗法时面临哪些挑战？
A2 培养视网膜类器官是一个非常耗费人力和材料的过程，最终会导致所获类器官的质量和数量参差不齐。这对于在临床前和临床研究中使用这些模型的科学家来说是一个主要问题。然而，研究人员可以通过使用统一的条件来控制视网膜类器官的生产和维持。为了完成这项任务，我们开发了一种微流体生物反应器，可以将培养基连续输注到类器官中。通常情况下，科学家必须每两天更换一半的培养基。但使用我们的方法，我们只需每周更换一次培养基储液器。这减少了劳动力和培养基消耗。此外，由于与标准培养相比，此过程涉及的操作更少，因此对视网膜类器官的压力更小，并且更容易保持无菌状态。
利用视网膜类器官开发临床疗法的另一大挑战是如何在长途运输过程中保持其活力。我们无法在移植手术的同一地理位置生产类器官，因此需要找到一种在理想条件下安全运输它们的方法。视网膜类器官对温度波动或剧烈摇晃很敏感。因此，我们设计了一种运输装置，其中包含一个带电池的便携式培养箱，可维持一天的温度。我们还在运输箱中围绕培养箱放置了绝缘材料，以防止类器官碰撞。
Q3 你的下一步计划是什么？
A3 我们想探究视网膜片状移植与宿主细胞之间的连接性。因此，我们正在与Envigo公司合作，开发一种转基因视网膜变性大鼠，该大鼠体内含有荧光标记的视杆双极细胞。此外，我们还与同样来自加州大学欧文分校的David Lyon合作，通过测量负责复杂视觉处理的视觉皮层的视力恢复情况来评估移植的成功率。我们的最终长期目标是利用视网膜类器官片状物开发一种针对重度视网膜变性患者的临床疗法。这需要一个标准化的方案，确保每次都能稳定地生成相同的类器官，而进一步优化我们的生物反应器可以帮助我们满足这一需求。
作者：Charlene Lancaster博士。为了清晰起见，作者对本次采访进行了压缩和编辑。
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