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左图为视网膜移植手术。右图代表了研究人员为三只大鼠记录的方向调整曲线的示例:分别是正常大鼠、完成视网膜移植的大鼠、视网膜退化的大鼠(失明)。调整曲线下面展示了对正弦光栅刺激的反应。反应模式表明,完成移植的大鼠大脑中的神经元与视力正常的大鼠非常相似。图片来源:加州大学Irvine医学院
美国加州大学欧文医学院的一个研究团队发现,在完成胎儿视网膜细胞移植之后,失明大鼠大脑视觉中枢的神经元功能恢复正常。这表明它们的视力被成功恢复。这项研究发表在11月5日的《Journal of Neuroscience》上,由加州大学洛杉矶分校医学院解剖学与神经生物学助理教授、研究生院主人David Lyon博士领导。该研究了揭示了胎儿细胞片整合到视网膜中并在失明大鼠大脑中产生几乎正常的视觉活动。
Lyon说:“我们知道,视网膜片移植可以整合到退化的眼睛中,使动物能够感知光线。但是,除了基本的感光之外,我们还不知道大脑的视觉系统在新整合的视网膜移植中发挥了多大作用。在这项研究中,我们发现初级视觉处理中心的神经元表现得和正常健康视网膜的动物一样好。这些结果显示了视网膜移植治疗人类视网膜变性的巨大潜力。”
与年龄相关的黄斑变性和色素性视网膜炎每年导致全世界数百万的人出现严重的视力丧失。衰老或进行性眼科疾病导致的视网膜退化会破坏对于精确视觉非常必要的感光细胞。目前的治疗方法只能保护现有的细胞免遭进一步破坏,一旦这些细胞消失,在疾病晚期阶段是无效的。视网膜片移植在动物和人体研究中都取得了成功,但是其恢复复杂视力的能力尚未评估。
PKCα是视杆双极细胞的标志物,标记受体(hPAP-,红色)和供体(hPAP+,绿色)组织。供体双极细胞(黄色)围绕着光感受器形成的团簇(白色星号),并与光感受器端子相互作用形成外丛状层。图片来源:Foik et al., JNeurosci (2018)
Lyon说:“值得注意的是,我们发现胎儿视网膜片移植在皮层产生了与正常大鼠相似的视觉反应。移植还保留了大脑内部的连通性,使得该方法具有治愈视网膜退化引起的视力损失的潜力。”
Lyon及其同事通过测量初级视觉皮层神经元的反应,证明了接受供体细胞的严重视网膜变性大鼠在术后三个月就对视觉刺激的各种属性变得敏感,包括大小、方向和对比度。
这项研究对于治疗与年龄和疾病相关的成年人视觉损失来说是非常重要的一步。随后的行为研究将进一步确定有效性和敏锐度。
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