研究人员在老鼠恢复视力把皮肤细胞变成眼睛感光细胞

人员已经发现了一种方法直接皮肤细胞重新编程到感光杆用于视觉光感受器。实验室棒使瞎老鼠探测光在细胞被移植到动物的眼睛。工作,由美国国家眼科研究所(NEI),发表在4月15日自然。

到目前为止,研究人员已经取代了垂死的感光细胞在动物模型中通过创建干细胞从皮肤或血细胞这些干细胞、编程细胞成为光感受器,然后移植到后面的眼睛。在新的研究中,科学家们表明,可以直接跳过干细胞中间步骤,重组皮肤细胞转化为移植到视网膜光感受器。

“这是第一个研究表明直接化学可以产生retinal-like细胞重新编程,这给了我们一个新的和更快的为开发治疗策略年龄相关性黄斑变性和其他视网膜疾病引起的光感受器丧失,“Anand Swaroop博士说,高级调查员NEI神经生物学、神经退化,并修复实验室,重组杆的特点光感受器细胞通过基因表达分析。

”,直接的利益将是能够快速开发疾病模型我们可以研究疾病的机制。新战略还将帮助我们设计更好的细胞替代方法,”他说。

科学家们研究了诱导多能干细胞(iPS)细胞而强烈的兴趣在过去十年。则是在实验室开发的成年细胞而不是胎儿组织,可用于制造几乎任何类型的替代细胞或组织。但iPS细胞重组协议可以六个月前准备的细胞或组织移植。相比之下,在当前的研究中描述的直接重编程诱导皮肤细胞在光感受器功能准备移植只有10天。研究人员在老鼠的眼睛,展示了他们的技术使用鼠标,来自人体的皮肤细胞。

“我们的技术是直接从皮肤细胞感光不需要干细胞之间,”这项研究的首席研究员说,赛Chavala,医学博士首席执行官和总裁保监会疗法和视网膜中心的创新。Chavala也是柯眼视网膜服务中心主任德克萨斯州和德州基督教大学外科教授和北德克萨斯大学健康科学中心(UNTHSC)医学院,沃斯堡。

直接的重组需要洗澡皮肤细胞在鸡尾酒的五个小分子化合物化学调节的分子通路相关的视杆细胞的命运。结果是杆光感受器模仿本土棒在外观和功能。

研究者进行基因表达分析,表明基因表达的新细胞表达的是类似真正的棒光感受器。与此同时,皮肤细胞功能相关的基因表达下调。

研究人员将细胞移植到小鼠视网膜变性,然后测试他们的瞳孔反应,这是一个测量移植后的感光功能。在光线暗的条件下,眼睛的瞳孔收缩依赖于视杆功能。移植后的一个月内,六14(43%)动物显示强劲的瞳孔收缩在低光相比,没有一个未经处理的控制。

此外,治疗小鼠瞳孔收缩明显更倾向于寻找和花时间在黑暗的空间与治疗小鼠没有瞳孔反应和未经处理的控制。偏爱黑暗空间是一个行为,需要远见和反映了老鼠的自然倾向寻求安全,黑暗的位置而不是光明的。

“即使有严重先进视网膜变性的小鼠,几乎不可能有生活剩下光感受器,对移植。这些发现表明,观察到的改善是由于实验室光感受器而不是一个辅助作用,支持健康的主人的现有的光感受器,”说,这项研究的第一作者Biraj多个,博士,研究员,UNTHSC。

三个月后移植,免疫荧光研究证实实验室感光细胞的生存,以及视网膜神经元的突触连接。

这还需要进一步的研究来优化协议增加功能移植感光细胞的数量。

“重要的是,研究人员计算出如何直接重编程是介导细胞水平。这些信息将有助于研究人员技术不仅适用于视网膜,但对很多其他细胞,”Swaroop说。

“如果这种直接转换可以提高效率,这可能大大减少所花费的时间开发一个潜在的细胞疗法产品或疾病模型,“Kapil Bharti说,博士,高级调查员和NEI眼部和干细胞转化研究部分。