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中国科学家用干细胞原位再生晶状体,广泛临床应用还需等
发布时间:2016-03-24 15:31:17 作者: 浏览:1529次
 

2016年3月9日,《自然》杂志报道了两项干细胞在治疗眼疾中的应用,它们分别由日本和中国、美国的科学家完成。

  在第一项研究中,日本的研究人员将诱导性多能干细胞induced pluripotent stem cells, iPS cell诱导分化出了角膜组织细胞,成功修复了兔子的受损眼角膜。第二项研究中,中国和美国的研究人员通过采用一种改进的手术,刺激自体内源的晶状体上皮干细胞lens epithelial stem cells, LECs)分化,使十几个患有先天白内障婴儿的眼睛再生出了晶状体。英国专家形容这是再生医学领域的重大成果,令人瞠目,是最优秀的科学

  眼睛的构造相当于一台照相机,光线透过角膜和晶状体两个镜头的折射,才能将影像完美呈像于如底片一般的视网膜上。眼睛是一个由高度特化的不同组织构成的复杂器官(图1),不同组织由不同的原生细胞谱系发育而来。例如,视网膜是由神经外胚层通过视泡发育形成;角膜上皮由表面外胚层下降形成。致病基因导致的遗传性眼疾、视神经病变以及外伤所致的不同程度的失明,是危害人类视力健康的主要疾患。而近年来干细胞的研究进展,为眼科学的发展注入了活力,为各类眼疾的诊治提供了新的方法思路。


1  眼睛的结构

  干细胞(stem cells)是一类能够自我更新、不断增殖,具有多向分化潜能的未分化细胞。其中胚胎干细胞来源于胚胎组织,成体干细胞存在于成体的特定组织,是组织器官修复和再生的基础。例如视网膜干细胞、晶状体上皮干细胞(LECs),就是位于眼部的成体干细胞。诱导性多能干细胞( iPS cell)是由已分化成熟的体细胞重编程得到,可在体外定向诱导分化出功能性的多种成熟细胞,在再生医学、组织工程和药物筛选等方面极具应用价值。


1、移植iPS细胞恢复角膜损伤兔子的视力

 

  之前的多项研究已证明,经体外培养,多能干细胞可以分化成视网膜细胞或角膜上皮细胞。但这只涉及单一特化的组织细胞,并不能反映整个眼睛发育的复杂性。

  日本科学家最新的研究发现,当给予特定培养条件,人的iPS细胞分化产生的眼部细胞,能够自我形成外胚层自主性多区结构(self-formed ectodermal autonomousmulti-zoneSEAM)。同心状的SEAM结构的形成,模拟了整个眼睛的发育,其不同位置区域的细胞代表了不同的细胞谱系,包括眼表面外胚层细胞、晶状体细胞、神经视网膜和视网膜色素上皮细胞(图2)。经iPS细胞诱导分化形成的SEAM近似于类眼样eyelike)结构。