美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的国家眼科研究所(NEI)的科学家报告说，在视网膜色素上皮细胞(RPE)的细胞上有一个微小的管状突起，称为初级纤毛 - 眼睛后面的一层细胞 - 对于视网膜光感受光感受器的存活至关重要。该发现已经进一步努力使干细胞衍生的RPE用于移植到患有地理性萎缩的患者，也称为干性年龄相关性黄斑(AMD)，这是美国失明的主要原因。
“我们现在对如何生成和替代RPE细胞有了更好的认识，RPE细胞似乎是第一种在AMD停止正常工作的细胞类型，”该研究的首席研究员，Stadtman研究员Kapil Bharti博士说。在NEI。Bharti正在领导开发患者干细胞衍生RPE，用于2018
年开始的AMD临床试验。在健康的眼睛中，RPE细胞滋养并支持光感受器，即将光转换为电信号的细胞，通过电子信号传递到大脑。视神经。RPE细胞在光感受器后面形成一层。在地理萎缩中，RPE细胞死亡，导致光感受器退化，导致视力丧失。
Bharti和他的同事希望通过用实验室制造的RPE替换患病的RPE来制止和逆转地理萎缩的进展。该方法涉及使用患者的血细胞来产生诱导多能干细胞(iPSC)，该细胞能够成为体内任何类型的细胞。iPSC在实验室中生长，然后诱导成为用于手术植入的RPE。
然而，尝试制造功能性RPE植入物已经遇到了一个反复出现的障碍：编程成为RPE细胞的iPSC趋向于发育迟缓，Bharti说。“细胞经常无法成熟为能够支持光感受器的功能性RPE。然而，在它们确实成熟的情况下，RPE成熟与iPSC-RPE细胞上初级纤毛的出现一致。“
研究人员测试了三种已知调节iPSC衍生RPE初级纤毛生长的药物。如所预测的，已知增强纤毛生长的两种药物显着改善了iPSC衍生的RPE的结构和功能成熟。观察到的成熟的一个重要特征是RPE细胞全部正确定向，正确地形成单个功能性单层。iPSC衍生的RPE细胞基因表达谱也类似于成体RPE细胞的表达谱。而且重要的是，细胞发挥了成熟RPE细胞的关键作用：它们吞噬了光感受器外段的尖端，修剪过程使光感受器正常工作。
相比之下，暴露于第三种药物(纤毛生长的抑制剂)的iPSC衍生的RPE细胞表现出严重破坏的结构和功能。
作为他们观察的进一步证实，当研究人员遗传地敲除纤毛蛋白IFT88的表达时，iPSC衍生的RPE显示出严重的成熟和功能缺陷，如基因表达分析所证实的。组织染色显示，敲低IFT88导致iPSC衍生的RPE细胞密度和功能极性降低，即RPE组织内的细胞指向错误的方向。
Bharti和他的研究小组在iPSC衍生的肺细胞中发现了类似的结果，这是另一种具有原发纤毛的上皮细胞。当iPSC衍生的肺细胞暴露于增强纤毛生长的药物时，免疫染色证实细胞看起来结构成熟。
该报告表明，初级纤毛可以调节经典WNT通路的抑制，这是一种参与胚胎发育的细胞信号通路。据研究人员称，在RPE发育过程中抑制WNT通路指示细胞停止分裂并开始分化成成人RPE。
研究人员还从患有纤毛病的患者中产生了iPSC衍生的RPE，这是一种由于光感受器导致严重视力丧失的疾病。患者的纤毛病与纤毛基因CEP290的突变有关。与健康供体相比，来自ciliopathy患者的iPSC衍生的RPE具有更小的纤毛。患者的iPSC衍生的RPE也具有与IFT88敲低相似的成熟和功能缺陷。
在纤毛病小鼠模型中的进一步研究证实了一个重要的时间关系：纵观几个早期发育阶段，RPE缺陷先于光感受器，这为ciliopathy诱导的视网膜提供了额外的见解。
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