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最新研究!干细胞为治疗视网膜变性疾病提供新思路

2023年12月27日,陆军军医大学徐海伟、范晓棠及邹婷共同在Journal of Extracellular Vesicles 在线发表题为“Extracellular vesicles from organoid-derived human retinal progenitor cells prevent lipid overload-induced retinal pigment epithelium injury by regulating fatty acid metabolism”的研究论文,该研究发现类器官来源的人视网膜祖细胞的细胞外囊泡能够通过调节脂肪酸代谢来预防脂质超载引起的视网膜色素上皮损伤。




视网膜变性(RD)是一组导致不可逆视力丧失的严重疾病,如年龄相关性黄斑变性(AMD)和色素性视网膜炎(RP),在发育后期导致视觉功能完全丧失。视网膜色素上皮(RPE)或视网膜神经元的丢失是RD病理生理学中类似的核心病理特征。干细胞为基础的治疗被认为是治疗RD的一种有希望的策略,可以补充丢失的视网膜神经元和RPE或通过旁观者效应保护剩余细胞。临床试验表明,干细胞治疗RD的安全性和潜在有效性。因此,探索优化的细胞来源和产物具有重要意义。



胚胎干细胞(ESCs)或诱导多能干细胞(iPSCs)具有多能性和无限自我更新的特点,是治疗RD的潜在理想来源。然而,关于胚胎干细胞来源细胞安全性的担忧仍有待解决。ESCs和iPSCs在扩增过程中迅速获得致癌突变,最终导致肿瘤发生。因此,这些细胞通常在移植前分化为视网膜细胞,以降低肿瘤发生的风险。值得注意的是,当使用ESC或iPSCs分化的细胞,特别是视网膜祖细胞(RPCs)或光感受器前体治疗RD时,也会引起不良增殖和免疫排斥反应。



视网膜类器官技术的出现提供了更合适的细胞来源,因为干细胞分化更接近于naïve发育过程,用于纯化分化细胞,确保移植前的最佳安全性和效力。因此,类器官来源的视网膜祖细胞/前体是视网膜移植的最佳来源。然而,ESC或iPSCs衍生的RPCs或前体尚未用于临床试验,因为不能完全排除在分化过程中混合未分化细胞的可能性。除了安全问题外,生存不良和免疫排斥是不可避免的,这限制了干细胞治疗的临床转化。细胞外囊泡(EVs)介导的无细胞治疗可能是治疗RD的一种更安全、更有希望的替代方法。



该研究收获了hESC-EVs和hRPC-EVs,对hESCs、hESC-EVs、hRPCs和hRPC-EVs的4D无标记蛋白质组学分析显示,四组之间蛋白质含量存在显著差异。与其来源细胞相比,hESC-EVs富含血管生成相关蛋白,而hRPC-EVs富含与免疫调节和视网膜发育相关的蛋白。hESC-EVs和hRPC-EVs的功能比较表明,hESC-EVs具有促进细胞增殖的能力,而hRPC-EVs具有显著的调节脂质代谢的能力。因此,hRPC-EVs可以通过调节脂肪酸代谢来保护RPE细胞免受脂质超载诱导的细胞毒性,这为脂质失调相关RD的治疗提供了新的思路。


徐海伟表示,未来,团队将继续致力于类器官来源的视网膜干细胞产品的开发及其临床转化研究。后续团队还将通过动物实验,进一步验证类器官来源的视网膜干细胞外囊泡治疗的安全性和有效性,让该项技术尽快应用于临床。