研究表明在分离的视网膜类器官中重新形成突触连接

根据一项新研究，从干细胞生长的视网膜细胞可以伸出手并与邻居连接，完成“握手”，这可能表明这些细胞已准备好在患有退行性眼病的人类身上进行试验。

十多年前，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员开发了一种方法来培养有组织的细胞簇，称为类器官，类似于视网膜，眼睛后部的光敏组织。他们诱使重新编程的人类皮肤细胞充当干细胞，发育成几种类型的视网膜细胞层，这些细胞可以感知光并最终将我们看到的东西传输到大脑。

威斯康星大学麦迪逊分校眼科教授兼麦克弗森眼科研究所所长戴维·加姆说：“我们希望使用这些类器官中的细胞来替代在视网膜疾病过程中丢失的相同类型的细胞。”实验室开发了类器官。“但是在实验室培养皿中作为紧凑的簇生长了几个月之后，问题仍然存在——在我们将它们分开后，细胞会表现得适当吗?因为这是将它们引入患者眼睛的关键。”

2022年期间，Gamm和威斯康星大学麦迪逊分校的合作者发表的研究表明，培养皿中生长的称为光感受器的视网膜细胞与健康视网膜中的细胞一样，对不同波长和强度的光有反应，一旦它们与类器官中的相邻细胞分离，它们就可以向具有称为轴突的特征性生物线的新邻居伸出援手。

Gamm说：“拼图的最后一块是看看这些线是否有能力插入其他类型的视网膜细胞或与它们握手以进行交流，”他关于细胞之间成功连接的新结果将发表本周在美国国家科学院院刊上。

视网膜和大脑中的细胞通过突触进行交流，突触是它们索端的微小间隙。为了证实他们实验室培养的视网膜细胞有能力替代患病细胞并像健康细胞一样携带感觉信息，研究人员需要证明它们可以形成突触。

新研究的合著者、威斯康星大学麦迪逊分校神经科学教授XinyuZhao与Gamm实验室的细胞合作，帮助研究它们形成突触连接的能力。他们使用一种改良的狂犬病病毒来识别可以形成相互通信方式的细胞对。

包括研究生和共同第一作者AllisonLudwig和StevenMayerl在内的研究小组将视网膜类器官分解成单个细胞，给它们一周的时间来延长轴突并建立新的连接，将它们暴露在病毒中，然后服用偷看他们看到的是许多用荧光颜色标记的视网膜细胞，表明狂犬病感染已经通过相邻细胞之间成功形成的突触感染了一个细胞。

Gamm说：“我们一直在实验室里把这个故事拼凑在一起，一次一个，以建立我们朝着正确方向前进的信心。”它正在根据威斯康星大学麦迪逊分校的发现采用该技术来治疗人类眼部疾病。“最终，这一切都会导致人体临床试验，这是明确的下一步。”

在确认存在突触连接后，研究人员分析了所涉及的细胞，发现形成突触的最常见视网膜细胞类型是光感受器——视杆细胞和视锥细胞——它们在色素性视网膜炎和年龄相关性黄斑变性等疾病中也会丢失就像某些眼睛受伤一样。下一个最常见的细胞类型，视网膜神经节细胞，在青光眼等视神经疾病中退化。