來自北德克薩斯大學(xué)等處的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種將皮膚細(xì)胞直接重編程為可用于恢復(fù)視覺的光敏細(xì)胞的新技術(shù)，研究證實(shí)實(shí)驗(yàn)室制造的細(xì)胞能使失明小鼠檢測(cè)到光線。

這一成果公布在4月15日Nature雜志上。

迄今為止，研究人員已經(jīng)通過在皮膚或血細(xì)胞中構(gòu)建干細(xì)胞，將這些干細(xì)胞編程為感光細(xì)胞，然后將其移植到眼中。而在這項(xiàng)新研究中，科學(xué)家表明可以跳過干細(xì)胞的中間步驟，直接將皮膚細(xì)胞重編程為感光細(xì)胞，然后移植到視網(wǎng)膜中。

“這是第一項(xiàng)表明直接重編程可以產(chǎn)生視網(wǎng)膜樣細(xì)胞的研究，提供了一種新的，更快的策略來開發(fā)針對(duì)年齡相關(guān)性黃斑變性和其他由光感受器丟失引起的視網(wǎng)膜疾病的療法。” 文章作者Anand Swaroop博士說。

在過去的十年中，科學(xué)家對(duì)誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS）進(jìn)行了廣泛研究。 這種細(xì)胞是在實(shí)驗(yàn)室中由成年細(xì)胞開發(fā)而來，可用于制造幾乎任何類型的替代細(xì)胞或組織。但是，iPS細(xì)胞重編程方案可能需要六個(gè)月的時(shí)間才能將細(xì)胞或組織準(zhǔn)備好進(jìn)行移植。相比之下，最新研究中描述的直接重編程將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苄怨飧惺芗?xì)胞，僅需10天即可移植。

文章通訊作者Sai Chavala博士說：“我們的技術(shù)直接從皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦泄饧?xì)胞，無需兩者之間的干細(xì)胞。”

直接重編程技術(shù)是將皮膚細(xì)胞浸入五種小分子化合物的混合物中，這些小分子化合物化學(xué)上介導(dǎo)與視桿細(xì)胞有關(guān)的分子途徑。之后研究人員進(jìn)行了基因表達(dá)譜分析，結(jié)果表明新細(xì)胞表達(dá)的基因與真實(shí)視桿細(xì)胞表達(dá)的基因相似。同時(shí)，與皮膚細(xì)胞功能有關(guān)的基因也被下調(diào)。

研究人員將這些細(xì)胞移植到視網(wǎng)膜變性的小鼠中，然后測(cè)試它們的瞳孔反射，這是移植后光感受器功能的一種檢測(cè)方式。在弱光條件下，瞳孔收縮取決于視桿感光器功能。在移植的一個(gè)月內(nèi)，與未經(jīng)治療的對(duì)照組相比，在低光下14只動(dòng)物中有6只（43％）表現(xiàn)出強(qiáng)烈的瞳孔收縮。

而且，與沒有瞳孔反應(yīng)和未治療的對(duì)照組的治療小鼠相比，瞳孔收縮的小鼠明顯可以在暗處生活。偏愛黑暗空間是一種需要視覺的行為，反映了小鼠自然尋找安全，黑暗位置而不是明亮位置的自然趨勢(shì)。

“即使是視網(wǎng)膜嚴(yán)重退化的小鼠，幾乎沒有保留活的感光細(xì)胞，也能對(duì)移植產(chǎn)生反應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)表明，觀察到的視覺改善是由于實(shí)驗(yàn)室制造的感光細(xì)胞，而不是由于宿主健康輔助作用。”

移植后三個(gè)月，免疫熒光研究證實(shí)了實(shí)驗(yàn)室制造的感光細(xì)胞存活，以及它們與內(nèi)視網(wǎng)膜神經(jīng)元產(chǎn)生了突觸連接。

重要的是，研究人員研究了這種直接重編程是如何在細(xì)胞水平上介導(dǎo)的。這些見解將幫助研究人員不僅將該技術(shù)應(yīng)用于視網(wǎng)膜，而且應(yīng)用于許多其他細(xì)胞類型。

作者指出，如果能夠提高這種直接轉(zhuǎn)化的效率，那么這可能會(huì)大大減少開發(fā)潛在的細(xì)胞療法產(chǎn)品或疾病模型所花費(fèi)的時(shí)間。

原文檢索：

Mahato B, Kaya KD , Fan Y, Sumien N, Shetty RA, Zhang W, Davis D, Mock T , Batabyal S, Ni A, Mohanty S, Han Z, Farjo R, Forster M, Swaroop A and Chavala SH. ” Pharmacologic fibroblast reprogramming into photoreceptors restores vision”. Published online April 15, 2020 in Nature.

來源：生物通-萬紋