正在发育的人类角膜组织

角膜疾病通常需要使用捐赠者的角膜组织进行移植。现在，大阪大学的研究人员开发了一种新的方法，可以更容易地在实验室中生成角膜组织。一项新的研究发表在干细胞报告他们展示了如何在特定蛋白质上培养来自人类诱导多能干细胞(hiPSCs)的眼细胞，帮助纯化角膜上皮细胞(iCECs)，然后他们用这些细胞制造可用于角膜治疗的iCEC片。

hiPSCs有潜力产生任何数量的身体细胞。然而，使用hiPSCs的组织发育仍然是模拟的胚胎发育这意味着当hiPSCs被引导发育成由不同细胞类型组成的组织时，结果是这些细胞的混合。不幸的是，这意味着器官的特定部分，如眼睛的角膜，本质上是很难用hiPSCs制造的，因为眼睛由角膜、神经元、视网膜和其他几种细胞组成。直到今天，尽管使用hiPSCs的再生医学取得了进展，但仍然缺乏从hiPSCs中生产和纯化角膜的可靠方法。

“角膜是眼睛极其重要的一部分，帮助我们看得更清楚。不幸的是，角膜损伤，如损伤或炎症，很难治疗，”该研究的通讯作者林龙平说。“我们研究的目标是开发一种新的方法来生成用于治疗的角膜片，而不需要细胞分选机等昂贵的设备。”

为了实现他们的目标，研究人员产生了眼细胞并将其培养在五种不同类型的蛋白质层粘连蛋白，自然存在于人体内包括眼睛。他们发现iCECs有很强的粘附五种层粘连蛋白中的三种的倾向，而非cecs更喜欢结合一种特定类型的层粘连蛋白LN211。研究人员随后发现，不同眼细胞之间的差异源于整合素产生的差异，整合素是细胞表面的一组蛋白质，将它们与细胞外的蛋白质(如层纤蛋白)连接起来。其中一种被称为LN332的层粘连蛋白，除了与iCECs的特异性结合外，还促进了增殖，使iCECs优于非cecs，从而提高了它们的纯度。

“虽然LN332似乎是iCEC生长的最佳底物，但它不足以达到生产用于角膜治疗的细胞片所需的高纯度，”该研究的主要作者Shun Shibata说。

因此，研究人员转向了磁激活细胞分选(MACS)，这种方法允许使用a来分离细胞群磁场将携带磁性纳米颗粒的抗体包裹在细胞的特定表面蛋白上。通过首先去除产生CD200蛋白的细胞，然后在CD200-群体中选择产生细胞表面标记SSEA-4的细胞，研究人员能够从非cecs中分离出大多数iCECs。为了达到iCECs的高纯度，研究人员将这些细胞分别培养在LN221和LN332底物上，以进一步去除非cecs，分别使iCECs的粘附和生长成为可能。结果得到了高度纯化的角膜细胞片。

“这些发现表明，我们的新方法与MACS技术相结合，可以用于从人体茎部生产角膜组织细胞Hayashi说。“我们的愿景是在临床环境中促进再生医学。”