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根据小鼠和人类干细胞研发3D微型视网膜

蔡司共聚焦、转盘式碟片和ApoTome.2显微镜系统为您实现视网膜类器官成像

眼区组织研发,源于小鼠干细胞体内一个生长七天的细胞团

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干细胞科学研究已取得一定进展,研究人员如今可借鉴此类方法进行人类视网膜制作,视网膜是人类眼睛中对光线极为敏感的部位。通过起始流程可在实验板中生成视网膜细胞,而近期则能够制成一种小眼睛状、杯子式的复合组织。目前,德国研究人员获得了制作3D视网膜类器官的另一种有效途径,即模仿小鼠或人类干细胞的组织结构。3月31日,研究人员在干细胞报告中在线发表了“微型视网膜”的新观点,为视网膜生长、损伤和修复提供了新视角。

德国神经退行性疾病研究中心(DZNE)资深创始人Mike Karl说:“我们的目标不仅仅是制造出与真正视网膜相近的类器官,而且希望尽可能利用系统的灵活性创造出更为多样的视网膜组织研究方法。”“我们需要尊重每个实验报告,因为每个实验报告都是一个不同体验、不同总结、不同目的的新尝试。

干细胞技术对研究某些疾病的治疗方法有潜在帮助,如因年纪增长造成的失明,随着临床研究人员将细胞应用于新的治疗方法中,干细胞生物学家,如Karl一直致力于研究从低等脊椎动物到人类的神经元再生,这可间接为再生医学提供更多援助。

例如,Karl实验室(由创始人Manuela Völkner建立)研发的3D视网膜类器官能够有效复制视网膜的构造。特别是光检测视锥细胞,目前已能在其微型视网膜中大量生成。视锥细胞的功能是使眼睛具有高敏锐度,并能分辨颜色,是宝贵的视网膜细胞类型,对于受视网膜退化影响的患者来说,其有望在未来能够提供细胞替代疗法。

Karl及其同事对人类和小鼠视网膜类器官衍生而来的多能干细胞进行比较研究,新的类器官功能均可正常作用于研究结果和小鼠体内视网膜。“组织异质性是类器官系统中的一个主要难题,我们的工作为此提供了新视野,帮助研发基于类器官的具体模型,尤其是辅助对视网膜疾病机制进行可靠研究”,德累斯顿技术大学(CRTD) 再生疗法中心人员Karl如此说道。

视网膜组织剖面(21天的时候,小鼠视网膜发生结束)

视网膜组织剖面(21天的时候,小鼠视网膜发生结束)

Karl还称,“我们需要没有专业知识的人来培养这些模型,即使把我们新元素加入到现存的类器官系统,我们也还没有达到稳定性临界点,。”“通过制定这些细节,我们也希望能够帮助一些没有进行干细胞研发或不知道如何研发的人理解和学习他们想获得的知识。”

Karl实验室对微型视网膜制造流程做了一些改变,他们在眼睛发育早期阶段将从干细胞中生长的视网膜类器官切分为三片。每个切片看起来都像半个小月亮,生长成视网膜中看到的全套细胞,因此与之前的流程相比,视网膜类器官的产量增至4倍。三等分的切法也促使存活下来的类器官长成与未切的类器官类似大小。这些微型视网膜在盘中自由漂浮,因为它们并不附在表面,这样在研发过程中可以更好地体现出视网膜组织的结构。


 

Karl接下来的目标可能会通过引入血管,使他的3D“微型视网膜”更加复杂化,以及利用类器官研究细胞再生和不同神经细胞类型的功能,尤其是人类视网膜中的细胞。

该项工作由DZNE Helmholtz基金资助项目,德累斯顿技术大学CRTD, DFG, 德累斯顿技术大学UKD医学院,诺华制药股份有限公司研究奖学金,大众基金会Freigeist 奖学金和欧盟第6框架项目ESTOOLS联合支持。

干细胞报告,Völkner等等:“来自多能干细胞的视网膜类器官的有效综述retinogenesis” http://dx.doi.org/10.1016/j.stemcr.2016.03.001

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《干细胞报告》由国际干细胞研究协会细胞出版社出版,是每月开放的访问论坛 ,论坛主要是对除了转化研究和临床研究外的干细胞基本发现进行交流。该期刊侧重于较短并且针对某一点进行研究的稿件,这样的稿件多报道概念性或实际进展,深受干细胞生物学家和临床医生的广泛关注。

原文转自AAAS 和 EurekAlert!