生物学家使用“迷你视网膜”来更好地理解眼睛和大脑之间的联系

来自人多能干细胞的视网膜神经节细胞(红色)的轴突捆绑在一起并使用生长锥(绿色)导航其环境，类似于视神经的人类发育。

IUPUI生物学家正在实验室里从干细胞中培养“迷你视网膜”，以模仿人类视网膜的生长。当眼睛和大脑之间的关键连接受损时，研究人员希望利用这项研究来恢复视力。这些模型还使研究人员能够更好地了解视网膜细胞是如何发育和组织的。这些结果在线发表在自然研究期刊“科学报告”上。

实验室制造的迷你视网膜，称为视网膜类器官，是以与视网膜在体内发育的方式相似的方式生长的细胞集合。视网膜类器官是在IUPUI生物学系研究实验室中使用人多能干细胞或hPSC创建的，hPSC可以来自成人皮肤细胞。

IUPUI科学学院生物学副教授Jason Meyer正在使用视网膜类器官来更好地了解视网膜神经节细胞或RGC，它们提供眼睛和大脑之间的联系。这些细胞投射长轴突以传递视觉信息。当这种联系受到干扰时，一个人会失去视力。

“在过去几年中，视网膜类器官已成为研究界的焦点，”迈耶说。“然而，这些迷你视网膜中的视网膜神经节细胞，视网膜类器官并没有真正强调，因此这项研究不仅关注视网膜类器官如何发育和组织，还探索他们需要的长轴突与大脑联系。“

RGC是主要受青光眼损害的细胞，青光眼是一种影响全球约7000万人的疾病，是导致失明的第二大原因。

“我们必须了解身体以外的这些细胞，然后才能将它们放入人体进行移植和治疗这些疾病，”生物研究生和论文第一作者Clarisse Fligor说。“这项研究正在寻找一些方法，我们可以鼓励这些细胞的生长，为可能的细胞替代疗法治疗这些不同的伤害或疾病。”

Fligor研究了RGC发展中涉及的不同生长因子，发现一种名为Netrin-1的蛋白质显着增加了这些细胞轴突的生长。

“这种蛋白质不是长期表达的;它在人类早期发育过程中最为突出，”迈耶说。“一旦视网膜建立，它就没有了，这就是为什么视网膜神经节细胞通常无法自我修复的原因。到目前为止通过移植新细胞取代视网膜神经节细胞的策略无法恢复这些连接，因为身体本身并不存在。不会产生这些信号。“研究人员希望这项研究是将实验室培养的细胞用于细胞替代目的的重要一步。

“如果我们希望能够将这些细胞用于治疗并鼓励在神经系统的其他部分内正确连接这些细胞，那么我们可能需要从人类发展的手册中取出一页，并尝试重新创建一些在人类早期发育过程中通常会发现这些特征，“迈耶说。

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