本帖最后由 chinatiger 于 2014-6-12 07:09 编辑
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来自霍普金斯大学的研究人员称，利用一种人类干细胞他们在实验室中构建出了三维人类视网膜组织，特别是其中包含有能够对光做出反应的功能性感光细胞。
生物通报道 来自霍普金斯大学的研究人员称，利用一种人类干细胞他们在实验室中构建出了三维人类视网膜组织，特别是其中包含有能够对光做出反应的功能性感光细胞。
研究的领导者、约翰霍普金斯大学眼科学助理教授M. Valeria Canto-Soler博士说：“我们实际上是在培养皿中构建出了一个微型的人类视网膜，其不仅具有视网膜的架构组织，还具有感光能力。这项发表在6月10日《自然通讯》（Nature Communications）杂志上的研究工作，不仅增加了开展挽救视觉研究的机会，还有可能最终促成一些技术来恢复罹患视网膜疾病的人们的视力（延伸阅读：新生代技术令小鼠重见光明 ）。”
像体内的许多过程一样，视觉依赖于许多不同类型的细胞协同作用，将光线转变为能够被大脑识别的图像。Canto-Soler谨慎地表示，感光细胞只是复杂的眼-脑视觉过程中故事的一个组成部分。“我们实验室的视网膜是否能够生成大脑可以解读为图像的视觉信号？或许不能，但这是一个好的开始。”
研究人员认为，通过人类诱导多能干(iPS)细胞实验获得的这一成果，最终有可能促成遗传工程视网膜细胞移植物，终止或是逆转患者的失明进程。
iPS细胞是通过遗传方法重编程至最原始状态的一类成体细胞。在一定的条件下，它们可以发育为人体全部的200种细胞类型或是其中的大多数。在这里，约翰霍普金斯大学研究小组将它们转变为了注定形成感光视网膜组织的视网膜祖细胞。
Canto-Soler实验室博士后研究人员钟秀风（Xiufeng Zhong，音译）博士说，利用开发的一种简单易行的技术来促进视网膜祖细胞生长，Canto-Soler和她的研究小组在培养皿中看到了视网膜细胞以及随后生长的组织。她说，这种生长与子宫中人类胎儿视网膜发育的时序和持续时间相对应。并且，感光细胞非常成熟，发育形成了发挥功能必须的结构——感光细胞外节段。
视网膜组织非常复杂，由7种主要的细胞类型构成，包含6种神经元，所有细胞组织形成特异的细胞层来吸收和处理光线，“看到”并将这些视觉信号传送到大脑进行解读。实验室培育的视网膜重建出了人类视网膜三维结构。Canto-Soler说：“我们知道如果我们想要再现视网膜的功能特征，3D细胞结构是必要的条件。但当我们开始这项工作时，我们并不认为干细胞能够自身构建出几乎整个视网膜。在我们的系统中，不知何故细胞知道该做些什么。”
当视网膜组织处在相当于子宫中发育28周这一阶段时，具有相当成熟的感光细胞，研究人员对这些微型视网膜进行了检测，看这些感光细胞事实上能否感受光线，并将其转换为视觉信号。
他们将电极放置在单个感光细胞中，给予细胞光脉冲，发现感光细胞以一种生物化学模式做出了反应，与暴露于光线下人们眼中的感光细胞行为相似。
特别是，实验室培育的感光细胞以与视杆细胞同样的方式对光做出反应。人类视网膜包含两种主要的感光细胞类型称作为视杆细胞和视锥细胞。绝大多数的人类感光细胞是视杆细胞，其实现了昏暗视觉。该研究小组培育的视网膜也是以视杆细胞为主。
Canto-Soler说，新开发的系统赋予了他们为受累于视网膜色素病变的患者一次直接生成成百上千微型视网膜的能力。这为在人类组织中直接研究视网膜疾病的病因提供了一个独特的生物系统，而不再依赖于动物模型。
她说，这一系统也为个体化医疗，例如测试一些药物以患者特异性的方式治疗这些疾病开启了许多可能。从长远来看，还有可能利用实验室培育的材料替代病变或死亡的视网膜组织来恢复视力。
（生物通：何嫱）
学界终于培养出能感光的视网膜细胞
2014 年 06 月 11 日
吕维振
美国约翰霍普金斯大学的研究人员利用 iPS 诱导式多能性干细胞，成功地在实验室中产出 3D 结构的视网膜组织，特别的是这是第一次培养出能对光产生反应的感光细胞，这正是形成视觉影像的第一步。
这项刊登在最新一期自然通讯(Nature Communications)杂志的研究，最大的意义在于对视网膜病变或受伤而失去视力的人们，有了重现光明的机会，过去虽不乏有类似的研究结果，但那些研究的视网膜细胞不能感光。
人类的视觉成像过程是一个从眼睛接收外界光源、经过讯息转换送大脑，大脑最后再予以解读形成影像的复杂程序，该校医学院眼科助理教授 M. Valeria Canto-Soler 博士表示，虽然她们的发现只是整个过程中的第一个部份，产出的视网膜组织是否能输出大脑能够解读的影像也还是未知数，但这是一个好的开始。
她们使用 2012 年诺贝尔生理医学奖得主山中伸弥的 iPS 多能性干细胞，培养出视网膜祖细胞，这种细胞的目的就是要生成能够感光的视网膜组织。她们把电极连接到单一感光细胞，并且对着感光细胞照射光源，感光细胞接着就释出了一个生化讯号，看起来跟人体视网膜感光细胞的反应类似。
特别的是，她们产出的感光细胞属于视杆细胞。在视网膜上有两类感光细胞，视锥细胞数量较少、集中在中央，擅长对不同颜色的感应；数量多且分布在周围的视杆细胞擅长在感光度，特别是在低光源的情形下也能有效运作。
Canto-Soler 表示，这项技术让她们可以在一些有视网膜病变的患者身上一次产出数百个感光细胞，如此一来便可进行研究，找出病因。另外，也可以用来测试药物的疗效，长期来看则是将实验室产出的视网膜移植到患者身上，让他们重见光明。
Nature Communications
2014年6月11日
本期 Nature Communications 上发表的一项研究报告说，有感光能力的视网膜组织已从人诱导多能干细胞被生成。这项工作为研究人视网膜发育和造成失明的疾病提供了一个系统。
很多形式的失明都是由被称为“感光器”的细胞的功能失常或这些细胞的丧失造成的，这些细胞负责在视网膜中感应光。诱导多能干细胞(iPSC)在对这些疾病进行模拟方面或在作为潜在治疗药物方面都有很大潜力。以前的研究表明，是有可能在一个培养皿中从人iPSCs来生成视网膜组织、包括感光器的。
Maria Valeria Canto-Soler及同事在这个方向上又迈出了一步：他们发现，人iPSCs能产生与发育中的人眼睛的解剖结构相似的视网膜组织，并且含有能以与活生物中的感光器细胞相似的方式对光做出反应的感光器细胞。
虽然这项工作并没有直接测定这些细胞的治疗潜力，但它让我们与人iPSCs用于疾病模拟的预期使用更近了一步，同时也朝开发未来治疗方法的方向迈出了一步。
科学公园讯（编译/挣脱枷锁的囚徒）视网膜是眼底一层透明的薄膜，由色素上皮层和视网膜感觉层组成，负责将眼睛接收的光信号转换成为神经电信号，然后经由视神经传入大脑相应区域产生视觉感觉。黄斑变性是由老化、遗传、炎症等多种原因引发的视网膜黄斑的变性疾病，老年性黄斑变性是导致高龄人群视力障碍乃至失明的最常见疾病。
来自约翰霍普金斯大学医学院的一项研究显示，干细胞技术或许能帮助因黄斑变性而失明的患者重见天日。
据该项目的首席科学家 Valeria Canto-Soler介绍，这个方法非常简单，只需在实验室条件下刺激视网膜干细胞最初的生长，接下来的工作都直接交给干细胞自己去完成。干细胞似乎自己“懂得”怎么“工作”，来再生重建一个视网膜。
研究者对约相当于28周龄胎儿的再生视网膜进行光脉冲测试。结果发现，培养获得的“迷你”视网膜对光的反应与人眼并无二致。
研究者指出，虽然目前的实验是初步的，但是，从长远来说，病变或者坏死的视网膜都可以实验室培养的视网膜所取代，用来恢复视力
科学家利用人体干细胞在实验室成功培育光敏感视网膜
2014年06月12日 07:24
来源：凤凰科技
凤凰科技讯 北京时间6月12日消息，科学日报报道，近日美国约翰霍普金斯大学的研究人员表示，他们利用一种人体干细胞在实验室内创造了人类视网膜组织的三维补充物，视网膜组织包含功能性感光细胞，能够对光做出反应，然后将它转化为视觉图像。
“我们在培养皿上创造了一种微型人类视网膜，它不仅具有视网膜的组织架构，还具有感光的能力，”研究带头人、约翰霍普金斯大学医学院的眼科学副教授M·瓦莱里娅·坎托-索莱尔（M. Valeria Canto-Soler）博士这样说道。她表示这项研究“为拯救视觉的研究提供了机会，可能最终会促进帮助患有视网膜疾病的病人恢复视力的技术的发展。”
与人体内的很多过程一样，视觉取决于很多不同类型的细胞相互合作，也就是将光转换为某些大脑能够识别为图像的过程。坎托-索莱尔警告称光感受器只是复杂的眼睛-大脑处理视觉的一部分，她的实验室并未再造人眼的所有功能以及人眼与大脑视觉皮质的联系。“我们实验室内创造的视网膜是否能够产生视觉信号并被大脑解译为图片？或许不能，但至少目前是个好的开始。”
这一成就产生于利用人类诱导多能干细胞（iPS）进行的实验，它最终可能实现基因工程的视网膜细胞移植，后者可以中止甚至逆转病人逐渐失明的过程，研究人员这样说道。iPS细胞是成年细胞，它能够被基因重组而回到最原始的状态。在合适的环境下，它们可以发展成为人体内大多数甚至全部的200种细胞类型。在这项研究里，约翰霍普金斯大学的研究人员将它转化为视网膜前体细胞，从而形成排列在眼睛后方的光敏感视网膜组织。
通过利用一种简单直接的技术以促进视网膜前体细胞的生长，坎托-索莱尔和她的研究小组发现视网膜细胞和组织在皮氏培养皿上生长，坎托-索莱尔实验室里的博士后研究员钟秀峰（Xiufeng Zhong）博士这样说道。据称，这种组织的生长与子宫内胎儿的视网膜发展的时序和持续时间相对应。此外，光感受器足够成熟能够发展出外节——一种保证光感受器正常功能的至关重要的结构。
视网膜组织是非常复杂的，由7种主要的细胞类型组成，包含六种神经元，所有的都有组织的形成特定细胞层用于吸收和处理光，也就是“看见”，然后将这些视觉信号传输给大脑进行解译。这种实验室内培养的视网膜再造了人类视网膜的三维结构。“我们知道如果想要复制视网膜的功能性特征，3D微孔结构是必不可少的。” 坎托-索莱尔说道。“但当我们开始这项工作时，我们并未预想干细胞几乎能够自我生长形成视网膜。在我们的系统里，细胞似乎知道该怎么做。”
当视网膜组织的发展处于相当于子宫胎儿第28周的阶段时，也就是具有相对成熟的光感受器，研究人员测试了这些微型视网膜以调查光感受器是否能够感知光并将其转化为视觉信号。他们将电极插入单个光感受器细胞里并向细胞发射一个光脉冲，前者以一定的生化模式做出了反应，类似于人体内的光感受器暴露在光下的行为相似。值得一提的是，实验室培养的光感受器对光做出的反应与视网膜圆柱细胞的反应方式一样。人体视网膜包含两个光感受器细胞，名为视网膜圆柱细胞和视锥细胞。人体内大量光感受器都是圆柱细胞，它保证了低光环境里的视觉。约翰霍普金斯大学的研究人员培育的视网膜主要是圆柱细胞。
坎托-索莱尔表示最新研发的系统使得他们能够从患有特定视网膜疾病的病患，例如视网膜色素变性(retinitis pigmentosa)，提取干细胞并一次性培养上百个微型视网膜。这提供了独特的生物系统，使得科学家们能够从人体组织，而非依赖动物模型里直接研究视网膜疾病的成因。这一系统还开启了个体化医疗的可能性，例如测试药物并以病患特异的方式治疗这些疾病。从长远来看，这一系统的潜力还在于能够用实验室培育的材料取代病态的或者死亡的视网膜组织从而恢复视力。
这项研究被发表在6月10日的期刊《自然通信》上。（编译/严炎刘星） |
