《PNAS》人工视网膜细胞与眼成功连接！解锁一大批眼部疾病新疗法

根据一项新的研究，从干细胞中生长出来的视网膜细胞可以伸出手来与邻居联系，完成了一次“握手”，这可能表明这些细胞已经为退化性眼疾患者的试验做好了准备。

David Gamm在他的实验室里   

十多年前，威斯康辛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集群，称为类器官，类似于视网膜，眼睛后部的光敏组织。他们诱导人类皮肤细胞重新编程，以充当干细胞，发育成多种类型的视网膜细胞层，这些细胞能感知光线，并最终将我们看到的东西传输到大脑。

“我们想用这些类器官的细胞作为视网膜疾病过程中丢失的同种细胞的替代部分，”David Gamm说，他是威斯康星大学麦迪逊分校的眼科学教授，也是麦克弗森眼科研究所的主任，他的实验室开发了类器官。“但在实验室培养皿中培养了几个月后，问题仍然存在——我们将细胞分离后，它们的行为是否正常?”因为这是将它们引入患者眼睛的关键。”

在2022年期间，Gamm和威斯康星大学麦迪逊分校的合作者发表了一项研究，表明被称为光感受器的盘子生长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做出反应，一旦它们从类器官中的相邻细胞中分离出来，它们就可以用称为轴突的特征生物索伸向新的邻居。

Gamm说:“最后一个谜题是看看这些连接线是否有能力插入或与其他类型的视网膜细胞握手以进行交流。”他关于细胞之间成功连接的新结果将于本周在《PNAS》上发表。

视网膜和大脑中的细胞通过突触进行交流，突触是神经末梢的微小间隙。为了证实他们实验室培养的视网膜细胞有能力取代病变细胞，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制造突触。

威斯康星大学麦迪逊分校神经科学教授、这项新研究的合著者Xinyu Zhao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。他们使用一种改良过的狂犬病毒来鉴定能够形成相互交流方式的细胞对。

研究小组，包括研究生和共同第一作者Allison Ludwig和Steven Mayerl，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，然后进行观察。他们看到的是许多荧光色的视网膜细胞，这表明狂犬病毒感染已经感染了相邻细胞之间成功形成的突触。

“我们一直在实验室里把这个故事拼在一起，一次一个，以建立我们朝着正确方向前进的信心，”Gamm说，他为类器官申请了专利，并联合创立了麦迪逊的Opsis Therapeutics，该公司正在根据威斯康星大学麦迪逊分校的发现，采用这项技术来治疗人类眼睛疾病。“这一切最终都将走向人类临床试验，这是明确的下一步。”

在他们确认突触连接的存在后，研究人员分析了相关细胞，发现形成突触的最常见的视网膜细胞类型是光感受器——杆状细胞和锥状细胞——它们在色素性视网膜炎和老年性黄斑变性以及某些眼部损伤等疾病中丢失。其次最常见的细胞类型，视网膜神经节细胞，退化视神经疾病，如青光眼。

Gamm说:“这对我们来说是一个重要的启示。这确实表明了这些视网膜类器官可能产生的潜在广泛影响。”