PNAS：重大进展！在视神经区域中发现了能够保存视力的干细胞

在一项新的研究中，来自美国马里兰大学医学院的研究人员首次在将信号从眼睛传送到大脑的视神经区域中发现了干细胞。这一发现针对最常见形式的青光眼可能产生的原因提供了一种新的理论，并为治疗美国成年人失明的主要原因提供了潜在的新方法。相关研究结果于2020年7月27日在线发表在PNAS期刊上，论文标题为“The optic nerve lamina region is a neural progenitor cell niche”。

图片来自CC0 Public Domain。

论文通讯作者、马里兰大学医学院眼科与视觉科学系教授Steven Bernstein博士说，“我们认为这些称为神经祖细胞（neural progenitor cell）的细胞在出生时就存在于视神经组织中，并持续存在数十年，协助滋养形成视神经的神经纤维。如果没有这些细胞，神经纤维可能就会失去对应激的抵抗力，并开始恶化，导致视神经受损，最终可能导致青光眼。”

超过300万美国人患有青光眼。青光眼是由于视神经受损导致的，它造成12万美国患者失明。这种神经损伤通常与液体积聚而不能正常排出引起的眼部压力增加有关。患者的视野中会出现盲点，而且随着时间的推移，盲点会逐渐扩大。

Bernstein博士说，“这是第一次在视神经中发现神经祖细胞。如果没有这些细胞，视神经就无法自我修复青光眼或其他疾病造成的损伤。这可能会导致永久性视力丧失和残疾。神经干/祖细胞（neural stem/progenitor cell）的存在为开发修复视神经损伤的新疗法打开了大门，这是一个非常令人兴奋的消息。”

为了取得这一研究发现，Bernstein博士和他的团队检查了一个称为视神经筛板（optic nerve lamina）的狭窄组织。视神经筛板不到1毫米宽，位于视神经和眼球后部的感光视网膜组织之间。长长的神经纤维从视网膜穿过视神经筛板，延伸到视神经中。这些研究人员发现在神经纤维离开眼球后，视神经筛板祖细胞可能负责立即对它们进行绝缘，从而支持在通往大脑的路径上的神经细胞之间建立连接。

视神经筛板壁龛（lamina niche）中的这些干细胞用生长因子沐浴这些延伸的神经纤维，以及协助绝缘鞘的形成。这些研究人员能够通过使用抗体和转基因动物来确认这些神经干细胞的存在，并确定了它们表面上的特定蛋白标志物。

Bernstein博士说，“花了52次试验才成功地在体外培养过程中培育出视神经筛板祖细胞。因此，这是一个具有挑战性的过程。”Bernstein博士和他的合作者们需要确定正确的生长因子组合和其他细胞培养条件，以便最有利于这些干细胞的生长和复制。最终，他们发现这些干细胞可以经诱导后分化成几种不同类型的神经细胞。这些神经细胞包括神经元和神经胶质细胞，众所周知，它们对不同大脑区域的细胞修复和细胞替换非常重要。

这一发现可能会改变对影响视神经的眼病的治疗。Bernstein博士和他的研究团队计划使用转基因小鼠来观察视神经筛板祖细胞的减少是如何导致青光眼等疾病并阻止修复的。

未来还需要开展进一步的研究来探索这种神经祖细胞的修复机制。Bernstein博士补充道，“如果我们能确定这些细胞分泌的关键生长因子，它们就可能潜在地作为一种混合物来减缓青光眼和其他年龄相关的视力疾病的进展。”

马里兰大学医学院院长E. Albert Reece教授说，“这一令人振奋的发现可能会在导致视力下降的年龄相关疾病领域迎来翻天覆地的变化。数百万视力受到青光眼严重影响的患者迫切需要新的治疗方案，我认为这项研究将为他们带来新的希望。”

参考资料：

1.S. L. Bernstein et al. The optic nerve lamina region is a neural progenitor cell niche. PNAS, 2020, doi:10.1073/pnas.2001858117.

2.Researchers discover stem cells in the optic nerve that enable preservation of vision