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2018年8月15日
由国家眼科研究所（NEI）资助的研究人员通过将视网膜中称为Müller神经胶质的支持细胞转变为视杆光感受器，逆转了小鼠的先天性失明。该研究结果推动了针对诸如年龄相关性黄斑变性和视网膜色素变性等致盲疾病的再生疗法的努力。这个研究的报告今天在线发表在“自然”杂志上。 NEI是美国国立卫生研究院的一部分。
“这是科学家在哺乳动物视网膜中重新编程Müller胶质细胞成为功能性视杆光感受器的第一份报告，”NEI视网膜神经科学项目主任Thomas N. Greenwell博士说。 “视杆细胞允许我们在弱光下观察，但它们也可能有助于保留视锥光感受器，这对于色觉和高视力很重要。视锥细胞往往会死于晚期眼病。如果视杆细胞可以从眼内再生，这可能是治疗影响光感受器的眼疾的一种策略。”
光感受器是眼睛后部视网膜中的光敏细胞，在激活后向大脑发出信号。在包括小鼠和人类在内的哺乳动物中，光感受器不能自行再生。像大多数神经元一样，一旦成熟它们就不会分裂。
科学家长期以来一直在研究Müller胶质细胞的再生潜力，因为在其他物种中，例如斑马鱼，它们会因受伤而分裂，并可转化为光感受器和其他视网膜神经元。因此，斑马鱼可以在严重的视网膜损伤后恢复视力。然而，在实验室中，科学家们可以哄骗哺乳动物Müller神经胶质，使其表现得更像鱼类。但它需要伤害组织。
“从实际的角度来看，如果你试图再生视网膜以恢复一个人的视力，那么首先要伤害它来激活Müller胶质细胞会起反作用，”纽约西奈山伊坎医学院眼科干细胞计划主任Bo Chen博士说。
“我们想看看我们是否可以将Müller胶质细胞编程成活体老鼠的视杆光感受器而不必损伤其视网膜，”该研究的首席研究员Chen说。
在两阶段重编程过程的第一阶段，Chen的团队通过眼睛注射一种基因打开一种叫做连环蛋白的蛋白质，刺激正常小鼠的Müller神经胶质细胞分裂。几周后，他们给老鼠的眼睛注射了促使新分裂的细胞发育成视杆光感受器的因子。
研究人员使用显微镜观察新形成的细胞。他们发现新形成的视杆光感受器看起来在结构上与真正的光感受器没有什么不同。此外，还形成了允许视杆细胞与视网膜内的其他类型的神经元通信的突触结构。为了确定Müller胶质细胞衍生的视杆光感受器是否发挥功能，他们在先天性失明的小鼠中测试了这种治疗，先天性失明意味着他们出生时没有功能性视杆光感受器。
在出生时失明的被治疗小鼠中，Müller胶质细胞衍生的视杆细胞发育与正常小鼠一样有效。从功能上来说，他们证实新形成的视杆细胞与突触间的其他类型的视网膜神经元相联系。此外，从视网膜神经节细胞记录的光反应 - 从光感受器向大脑传递信号的神经元 - 以及大脑活动的测量证实，新形成的视杆实际上整合在从视网膜到大脑里初级视觉皮层的视觉通路中。
Chen的实验室正在进行行为研究，以确定小鼠是否已恢复执行视觉任务（如水迷宫任务）的能力。 Chen还计划研究该技术是否适用于培养的人类视网膜组织。
该研究部分由NEI拨款R01 EY024986，R01EY021502资助。
有关更多信息，请访问https://www.nei.nih.gov。
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