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眼科疾病的曙光:實驗室培育出了視神經細胞

2017-07-12  

約翰·霍普金斯大學的研究者開發出了一種方法,能將人體干細胞轉變為視網膜神經細胞,這是一種位于視網膜內能將視覺信號傳遞給大腦的神經細胞。這類細胞的死亡或者紊亂能引起視力喪失,譬如青光眼多發性硬化癥(MS)。


“我們的研究不僅讓人們更深入的了解了視神經的生物學功能,也為開發防治視力疾病的藥物提供了細胞模型,”研究者Donald?Zack博士表示,他是約翰·霍普金斯大學醫學院的眼科教授。“并且,這也有利于開發細胞移植方法來來恢復青光眼或者MS患者的視力。”


整個實驗的詳細過程發表于《科技報告》雜志上,通過修飾一系列的人體胚胎干細胞使其具有熒光特性,以區別視網膜神經細胞,然后使用此類細胞來區分生成的細胞。


研究者們使用一種叫做CRISPR-Cas9的基因組編輯技術,向干細胞DNA中插入了熒光蛋白基因。這種紅色的熒光蛋白只有在另一個基因BRN3B?(POU4F2)表達的情況下才會表達。BRN3B通過成熟的視網膜神經細胞表達,所以一旦干細胞變成了視網膜神經細胞,它就會在顯微鏡下顯紅色。


接下來,他們運用熒光激活細胞篩選法來分離純化新生成的視網膜神經細胞。Zack表示,新生成的細胞表現出了與自然生成的視網膜神經細胞一樣的生物學和物理特性。


研究者也發現,在實驗的第一天添加一種叫做毛喉素的化學物質,有助于提高視網膜神經細胞的生成效率。研究者提醒到,毛喉素廣泛用于減肥和肌肉塑形,也常作為中藥治療各種紊亂,但是對于防治視力損失和其它一些紊亂并不一定安全有效。


“在培養的第30天,顯微鏡下能看到明顯的成簇的熒光細胞,”首席研究者Valentin?Sluch博士表示,他以前是霍普金斯大學生物化學、細胞分子生物系的學生,現在任職于諾華公司。Sluch在加入諾華之前就完成了該研究。


“第一次成功的時候我很高興,”Sluch說道。“我幾乎跳了起來,然后跑去告訴我一個同事。就好像馬上就能分離出細胞進行研究一樣,這在以前是不可能的。”


“我們知道,這僅僅是個開始,”Zack補充道。在隨后的研究中,他的實驗室旨在找出其它與視神經細胞生存和功能相關的基因。“我們希望這些細胞能為治療青光眼和其它類型的視神經疾病提供新的方法。”


為了能夠利用這些細胞治療MSZack正與Peter?Calabresi合作,他是霍普金斯大學多發性硬化癥研究中心的主管、神經病學教授。

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