最近,《生物学:靶点与治疗》(Biologics:TargetsandTherapy)杂志发表了最新综述,阐述了近年来干细胞治疗视网膜变性的研究证据,并认为间充质干细胞及其衍生物是合适的临床治疗候选者。
临床前及人体临床研究已经探索了使用干细胞修复视网膜组织以提高视力的方法。除了治疗老年性黄斑变性(AMD)和糖尿病性视网膜病变(DR),干细胞疗法还被用于治疗遗传性疾病,如视网膜色素变性(RP)和眼底黄色斑点症(Stargardt病)。
这篇综述还对不同种类干细胞治疗视网膜变性的研究进行了综述。
全球将超过6亿人受视力问题困扰
眼睛是心灵的窗户,是我们最重要的感觉器官,拥有一双健康的眼睛是每个人的心愿,但现实生活中,因为各种各样的原因导致的眼睛疾病困扰着很多人,包括因糖尿病引起的视网膜病变、年龄相关性黄斑变性、青光眼以及白内障等。
根据预测,未来30年,全世界受到视力问题困扰的人数将超过6亿人,到年因为视网膜病变和年龄相关性黄斑变性导致视力受损的人数将分别达到多万人和多万人。
干细胞治疗视网膜退行性疾病的研究现状
传统的治疗眼部疾病的方法都只能是延缓疾病的进展,视网膜退行性疾病是视力丧失的主要原因之一,其病因包括遗传性和非遗传性的因素,导致感光细胞和色素上皮细胞丢失最终影响视力。
由于视网膜没有内在的再生特性,所以科学家期望利用干细胞的特性去修复和再生受损的视网膜以达到长期和彻底的治疗效益。
几种不同的干细胞治疗策略都已经被证实了治疗视网膜退行性疾病的安全性和可靠性,包括胚胎干细胞、诱导多能干细胞和间充质干细胞。
研究背景
视网膜色素变性(Retinitispigmentosa,RP)是一类以感光细胞丢失为特征的遗传性致盲性眼病,目前尚无公认有效的治愈方法,干细胞移植治疗是最具潜力的方法之一。
十多年来,干细胞移植治疗视网膜色素变性已经逐渐从实验走向临床转化。陆军医院(医院)眼科团队在国内率先采用人胚胎来源视网膜祖细胞(humanfetalretina-derivedretinalprogenitorcells,fhRPCs)治疗视网膜色素变性临床试验,为广大RP患者带来了希望(StemCellResTherapy,),但人体胚胎组织来源有限,难以满足大量RP病人的治疗需求。
人胚胎干细胞(humanembryonicstemcells,hESCs)具有自我更新能力及万能分化潜能,在体外可以大量扩增,已建立稳定的临床级细胞系,特别是由其自发形成的视网膜类器官(humanembryonicstemcellsderivedretinalorganoid,hEROs),可以模拟人视网膜的正常发育过程,为干细胞治疗RP提供新的利于临床转化的细胞来源。同时,干细胞治疗的有效性,不仅取决于干细胞自身的特性,还受视网膜微环境影响。视网膜变性过程中小胶质细胞过度激活造成的慢性炎症、Müller胶质增生形成的胶质疤痕不利于植入干细胞的存活、分化和整合。如何营造一个良好的微环境,让植入的干细胞更好的发挥作用,是目前探索的热门领域。
年3月14日,陆军医院(医院)眼科团队在Nature杂志旗下子刊《NatureCommunications》在线发表了题为“Organoid-derivedC-Kit+/SSEA4?humanretinalprogenitorcellspromoteaprotectiveretinalmicroenvironmentduringtransplantationinrodents”的研究论文。该研究得到国家重大科学研究计划、国家自然科学基金等资助,是该团队针对干细胞治疗RP的临床前系列研究之一,旨在为RP病人的细胞治疗寻找新的治疗细胞,同时阐明新的治疗机制。该文的通讯作者为阴正勤教授和徐海伟教授,第一作者为邹婷博士。
壹该研究采用干细胞表面标记C-Kit结合胚胎抗原SSEA4分选策略,从hESCs来源的视网膜类器官中富集了一群具有自我更新、多向分化潜能和较低成瘤风险的RPCs,为干细胞治疗视网膜变性疾病提供了新的治疗细胞,有望解决种子细胞来源不足和安全性问题。
贰通过该临床前研究,采用快速和慢速视网膜变性两种疾病模型,研究hEROs来源C-Kit+/SSEA4-RPCs治疗的安全性和长期有效性,为后期临床转化提供了有力支持。
叁在探索干细胞治疗RP机制方面,该研究发现移植的hEROs来源C-Kit+/SSEA4-RPCs既能分化成感光细胞并发挥一部分细胞替代作用也可与受者视网膜感光细胞发生细胞融合和物质交换,为理解干细胞治疗RP机制提供了新思路。
hEROs来源C-Kit+/SSEA4-RPCs移植后分化、整合和细胞间物质交换
肆移植干细胞往往被动受移植宿主视网膜变性微环境影响,该研究首次报道hEROs来源C-Kit+/SSEA4-RPCs具有主动调控视网膜变性微环境作用,能改善变性视网膜中因小胶质细胞过度激活导致的炎症微环境,以及因Müller细胞增生形成的胶质疤痕化微环境,为移植细胞存活和发挥作用提供更好支持。
hEROs来源C-Kit+/SSEA4-RPCs移植RCS大鼠后抑制小胶质细胞激活
hEROs来源C-Kit+/SSEA4-RPCs移植RCS大鼠后抑制Müller胶质增生
有意思的是,该研究采用的细胞来源是人胚胎干细胞形成的视网膜类器官,它的英文简写是“hEROs”,在英文中“hero”是英雄的意思,也是希望这个新型治疗细胞能像“英雄”一样,披荆斩棘,让更多的盲人重见光明。
小结与展望
目前在美国临床试验数据库(ClinicalTrials.gov)中共显示有58项干细胞治疗视网膜退行性疾病临床试验,展现出干细胞治疗此类疾病的巨大潜力和前景。综合目前已有的临床前研究和临床实验结果,初步表明干细胞治疗眼部疾病的可行性和安全性。
但是也要看到其中存在的风险和挑战,包括移植途径和抑制过程中出现的免疫抑制问题以及合适的移植部位选择等,这些都需要通过更多的研究去摸索。
鉴于多项临床前和临床研究取得的积极成果,我们有理由相信干细胞疗法仍然是治疗视网膜变性的理想选择。除了移植干细胞及其衍生物外,未来的治疗选择还包括联合移植两种或多种类型的细胞,以实现更好的临床治疗效果。
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