視網(wǎng)膜變性導致的視力喪失影響全球成百上千萬人。視網(wǎng)膜色素變性和年齡相關黃斑變性等情況涉及視網(wǎng)膜中不可逆的感光神經(jīng)細胞喪失。雖然目前的治療方法可能減緩疾病進展,但不能修復或替代已受損的組織。
幾十年來,科學家們一直在探索干細胞是否可以用于再生視網(wǎng)膜,然而,人體內是否存在真正的視網(wǎng)膜干細胞(RSC)仍不確定。在魚類和兩棲類動物中,視網(wǎng)膜的外緣儲存著干細胞,這些干細胞可以不斷地再生視網(wǎng)膜組織。而人類眼睛中是否存在類似的系統(tǒng),已經(jīng)爭論了 20 多年。
2025年3月26日,溫州醫(yī)科大學附屬眼視光醫(yī)院視覺健康全國重點實驗室蘇建忠/瞿佳團隊在 Science 子刊 Science Translational Medicine 上發(fā)表了題為:Identification and characterization of human retinal stem cells capable of retinal regeneration 的研究論文,該論文被選為當期的封面論文。
該研究首次發(fā)現(xiàn)并分離了一種人類神經(jīng)視網(wǎng)膜干細胞樣細胞群——人類睫狀緣區(qū)神經(jīng)視網(wǎng)膜干細胞(hNRSC),這種細胞能夠再生視網(wǎng)膜組織并支持視力恢復。
該研究首次發(fā)現(xiàn)并分離出人類睫狀緣區(qū)神經(jīng)視網(wǎng)膜干細胞(hNRSC),并系統(tǒng)解析了其分子特征、空間分布、生物學特性、發(fā)育譜系以及在視網(wǎng)膜再生修復中的作用和應用潛力。這一發(fā)現(xiàn)不僅證實了人類睫狀緣區(qū)存在視網(wǎng)膜干細胞,解決了高等哺乳動物視網(wǎng)膜干細胞是否存在的長期爭議,更為視網(wǎng)膜再生治療提供了可靠的細胞來源和堅實的理論基礎。
封面展示的是人類視網(wǎng)膜類器官(hRO)的明場圖像
在這項新研究中,研究團隊使用單細胞和空間轉錄組學方法研究了人類視網(wǎng)膜中干細胞樣細胞的存在和特征。
具體來說,研究團隊使用單細胞多組學和空間轉錄組學技術,在胎兒視網(wǎng)膜的睫狀緣區(qū)(CMZ)發(fā)現(xiàn)了一種干細胞亞群:人類神經(jīng)視網(wǎng)膜干細胞樣細胞(hNRSC)。
hNRSC,不同于視網(wǎng)膜色素上皮干細胞樣細胞和傳統(tǒng)的視網(wǎng)膜祖細胞。這些 hNRSC 存在于睫狀緣區(qū)的周邊視網(wǎng)膜中,表現(xiàn)出顯著的自我更新和分化潛能。
接下來,研究團隊從人類多能干細胞(hPSC)分化構建了人類視網(wǎng)膜類器官(hRO),模擬人類視網(wǎng)膜發(fā)育。對 hRO 進行的單細胞和空間轉錄組分析發(fā)現(xiàn),hRO 中存在一類具有與胎兒視網(wǎng)膜中 hNRSC 相似轉錄譜和發(fā)育軌跡的 hNRSC,這類細胞具有分化再生所有視網(wǎng)膜細胞類型的能力。
此外,研究團隊還確定了諸如 MECOM 等關鍵轉錄因子,它們控制著 hNRSC 向神經(jīng)視網(wǎng)膜發(fā)生過程中的定向分化,并調節(jié)人視網(wǎng)膜器官的修復過程。
研究團隊進一步證實,人類視網(wǎng)膜類器官(hRO)來源的人類神經(jīng)視網(wǎng)膜干細胞樣細胞(hNRSC)移植到視網(wǎng)膜色素變性 rd10 小鼠模型中,其分化為功能性視網(wǎng)膜細胞并整合到視網(wǎng)膜中,延緩了視網(wǎng)膜變性,并改善了視覺功能。
總的來說,該研究首次明確了人類視網(wǎng)膜中存在一種獨特的干細胞類型——人類神經(jīng)視網(wǎng)膜干細胞樣細胞(hNRSC),解決了該領域長期存在的爭議,并揭示了這些細胞的再生潛力以及在移植治療視網(wǎng)膜退行性疾病中的可行性,為開發(fā)干細胞療法奠定了重要基礎。
論文鏈接:
https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adp6864
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