人体干细胞培育微型视网膜，对人类视觉研究有啥用？

近日，美国约翰霍普金斯大学有研究人员宣称，他们借助一种人体干细胞，于实验室内制造出了人类视网膜组织的三维补充物，该视网膜组织含有功能性感光细胞，这些细胞能够针对光作出反应，随后把光转化成视觉图像。

这些是视网膜圆柱细胞，它们存在于“微型视网膜”当中，而这个“微型视网膜”是在实验室内利用人体iPS细胞培育出来的。

“我们创造了一种微型人类视网膜，其位于培养皿上，它不但有视网膜的组织架构，而且具备感光的能力，”研究带头人M·瓦莱里娅·坎托-索莱尔博士这样讲道，她是约翰霍普金斯大学医学院的眼科学副教授。她表明这项研究“为视觉拯救研究给予了契机，或许最终会推动助力患有视网膜疾病病人恢复视力技术的进步。”。

视觉，就如同人体内的诸多过程那般，它取决于好多不同类型的细胞彼此合作，而这合作的过程，就是把光转化成某些大脑能够识别成图像的过程。坎托 - 索莱尔发出警告说，光感受器仅仅是复杂的眼睛 - 大脑处理视觉的一部分，她所在的实验室并没有再造出人眼的所有功能以及人眼与大脑视觉皮质的联系。“我们实验室内创造的视网膜能不能产生视觉信号并且被大脑解译为图片呢？也许不行，但至少当下会是个不错的开端。”。

这一成就源于利用人类诱导多能干细胞、也就是iPS进行的实验人体细胞有什么用，研究人员称，它最终或许能达成基因工程的视网膜细胞移植，这种移植能中止乃至逆转病人逐渐失明的进程在此次研究中，约翰霍普金斯大学的研究人员把iPS细胞这座成年细胞转化成视网膜前体细胞，进而形成排列于眼睛后方的光敏感视网膜组织另外，iPS细胞是成年细胞，它能够经基因重组回到最原始的状态，在适宜环境下，它们能发展成人体内多数甚至全部200种细胞类型 。

运用一种简便明快的技术来推动视网膜前体细胞的生长，坎托 − 索莱尔及其研究团队察觉到视网膜细胞与组织在皮氏培养皿上生长，坎托 − 索莱尔实验室里的博士后研究员钟秀峰(Zhong)博士这般讲道。据说，这种组织的生长跟子宫内胎儿的视网膜发育的时间顺序以及持续时长相对应。而且，光感受器成熟到足以发育出外节，那可是确保光感受器正常功能的极为关键的结构。

构成视网膜的组织极其繁杂，它由7种主要细胞类型构成，其中涵盖六种神经元，它们全都有序组织起来形成特定细胞层，以此来吸收与处理光，也就是实现“看见”的功能物业经理人，随后把这些视觉信号传送给大脑进行解读。在实验室内培育出的这种视网膜再现了人类视网膜的三维结构。坎托 - 索莱尔表示：“我们清楚若要复制视网膜的功能性特质，3D微孔结构是绝对不可或缺的。”，“然而当我们着手开展此项工作时，我们并未预料到干细胞几乎能够自行生长从而形成视网膜。”。在我们的系统里，细胞似乎知道该怎么做。”

当视网膜组织发展到相当于子宫中胎儿第28周的阶段，即此时具有相对成熟的光感受器时，研究人员对这些微型视网膜进行测试，以调查光感受器能否感知光并将其转化为视觉信号。他们把电极插入单个光感受器细胞，接着向细胞发射一个光脉冲，前者以一定的生化模式做出反应，这种反应类似于人体内光感受器暴露在光下的种种行为举止那般存在相似之处。值得特别提及的是，实验室培养的光感受器对光做出的反应，与视网膜圆柱细胞的反应方式是相同的。光是人体视网膜之中含有被称作视网膜圆柱细胞以及视锥细胞这样两个光感受器细胞，大量的光感受器于人体内是圆柱细胞，其确保了光亮程度低的环境下的视觉，约翰霍普金斯大学的研究人员所培育出的视网膜主要属圆柱细胞，对不对！

坎托 - 索莱尔称，最新研发的系统让他们能从患有特定视网膜疾病的病患那里，比如视网膜色素变性患者身上，提取干细胞并一次培养出上百个微型视网膜。这提供了独特生物系统，使科学家能从人体组织，而非依靠动物模型直接研究视网膜疾病成因。这一系统也开启了个体化医疗可能性，像测试药物并按病患特异方式治疗这些疾病 。放长远目光看，这一系统具潜力，潜力在于能用采用实验室培育所获材料，去替代呈现病态或者已死亡的视网膜组织人体细胞有什么用，以此来恢复视力。

这项研究被发表在6月10日的期刊《自然通信》上。