脊椎动物模型视网膜损伤机制和视网膜干细胞激活途径的探讨｜AMEM

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导语

2019年世界视力报告显示，全球有多达22亿视力障碍患者。研究发现，多个视网膜再生的动物模型中存在视网膜干细胞/祖细胞，但是只在低等脊椎动物中发现了视网膜干细胞的修复潜力。高等哺乳动物视网膜损伤后，干细胞的自主修复能力已经丧失，干细胞的再生修复需要对干细胞进行激活。脊椎动物普遍含有成年视网膜干细胞/祖细胞，以及该干细胞在低等脊椎物中的高修复活性，使我们看到了人类“自我修复”视网膜的希望。本综述对驱动哺乳动物干细胞激活的基因、生长因子和信号途径进行了探讨。

图片来源：公共图片库

利用具有高再生能力的动物，包括爪蟾、斑马鱼、鸡以及小型哺乳动物建立的视网膜疾病模型设计实验，比较不同基因、信号通路对上述动物模型视网膜干细胞再生和激活的影响，探讨不同的损伤机制，潜在基因，生长因子以及信号通路对视网膜干细胞激活的作用。

视网膜病的动物模型包括四种类型：1 机械损伤模型；2 光损伤模型；3化学损伤模型；4 特定基因相关的视网膜疾病模型。

图1 视网膜的机械、光和化学诱导损伤模型

A在机械戳损伤中，使用注射器在视网膜上戳一个孔，对所有层造成均匀的损伤。B在光诱导的伤害中，光/暗周期是通过暴露在高强度光下破坏光/暗周期。C，在化学诱导的损伤中，注射乌巴因，阻断钠钾ATP酶泵，导致细胞凋亡，导致细胞内钠离子浓度增加，进而抑制钠钙交换器(NCX)的功能。

图2 视网膜疾病的遗传模型

本综述详细介绍了多种脊椎动物的视网膜干细胞类型，这些动物包括：斑马鱼、两栖动物、鸟类和哺乳动物。视网膜再生的动物模型为我们提供了探索高等哺乳动物干细胞激活分子机制的有效工具，并有助于我们比较不同物种之间视网膜干细胞再生激活的相关性或异质性，为人类视网膜的“自我修复”研究提供了支持。同时这些模型也有助于我们对眼病的了解和治疗药物的开发。

引用此论文

Sherpa, RD, Hui, SP. An insight on established retinal injury mechanisms and prevalent retinal stem cell activation pathways in vertebrate models. Anim Models Exp Med. 2021; 4: 189–203. https://doi.org/10.1002/ame2.12177 [Health Sciences]

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内容 |  AMEM编辑部

排版 | Mingsong