發(fā)布日期：2018-08-21
研究人員在老鼠視網(wǎng)膜上培育出新的感光細胞，能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化為電信號。圖片來源：Nathan Devery/Science Source
人眼中有一些細胞能夠修復視力受損疾病造成的傷害。但到目前為止，科學家還沒有成功地讓它們發(fā)揮功效。如今，一個研究小組聲稱，他們已經(jīng)促使這些細胞——被稱為“米勒膠質(zhì)細胞”——在老鼠的眼睛里再生了一種光受體細胞。根據(jù)科學家8月15日發(fā)表在英國《自然》雜志上的研究結(jié)果，這些新細胞可以探測到射入的光線，并與眼睛中的其他細胞結(jié)成網(wǎng)絡向大腦傳遞信號，而這正是逆轉(zhuǎn)某些遺傳眼病和損傷的潛在步驟，這也為治療視網(wǎng)膜色素變性等致盲疾病帶來了新希望。但也有人對這一說法持懷疑態(tài)度，并認為這些信號可能來自于現(xiàn)有的光感細胞，而不是新生成的細胞。
美國馬里蘭州巴爾的摩市約翰斯·霍普金斯大學醫(yī)學院神經(jīng)學家Seth Blackshaw說：“沒有人比我更希望這是真的，但我對這項研究懷有嚴重的擔憂。”
論文作者、美國芒特西奈伊坎醫(yī)學院神經(jīng)及眼科學教授陳波介紹說，斑馬魚的視網(wǎng)膜具有自我修復功能，當視網(wǎng)膜受損后，其中的“米勒膠質(zhì)細胞”可使視網(wǎng)膜的神經(jīng)細胞再生，而哺乳動物的這種細胞卻沒有類似再生功能。雖然科學界已能通過損傷視網(wǎng)膜來激活哺乳動物的“米勒膠質(zhì)細胞”，但此法對視網(wǎng)膜傷害較大，并不利于恢復視覺。
為此，研究人員在小鼠實驗中利用基因轉(zhuǎn)移的方法，促使“米勒膠質(zhì)細胞”分裂并發(fā)育為可感光的視桿細胞。新發(fā)育的視桿細胞在結(jié)構(gòu)上與天然視桿細胞沒有差別，且形成了突觸結(jié)構(gòu)，使其能與視網(wǎng)膜內(nèi)其他神經(jīng)細胞交流。實驗顯示，這種方法可讓先天失明的小鼠復明。
這項研究受到了美國國家眼科研究所的資助。該所視網(wǎng)膜神經(jīng)科學項目主任托馬斯·格林韋爾說，這是科學家首次在哺乳動物視網(wǎng)膜中，將“米勒膠質(zhì)細胞”重編為能夠發(fā)揮功能的視桿細胞。視桿細胞能讓人們在暗光條件下看到東西，而且可能有助于保護視錐細胞，后者負責分辨顏色和提高視敏度。
陳波說，他們接下來計劃借助體外培養(yǎng)實驗，研究上述新法能否用于人的視網(wǎng)膜組織中。
“沒有人能夠像他們那樣，制造出一種像光感受器一樣的細胞。”得克薩斯州休斯頓大學眼科學院細胞和發(fā)育神經(jīng)生物學家Deborah Otteson說。但她指出，即使是在重新生成最多新視桿細胞的老鼠體內(nèi)，其密度也只是健康老鼠視網(wǎng)膜的0.2%。結(jié)果就是，被治療的老鼠能夠察覺到光，但它們無法辨認出形狀或物體。
“他們已經(jīng)破解了問題的第一部分，現(xiàn)在的問題是要把它放大。”Otteson說。她說，如果研究人員能夠讓“米勒膠質(zhì)細胞”產(chǎn)生更多的感光細胞，那么這種方法有一天可能會讓那些因為視網(wǎng)膜脫落或遺傳障礙性視網(wǎng)膜炎而失去視桿細胞的人恢復一些視力。
肯塔基州路易斯維爾大學神經(jīng)生物學家Maureen McCall稱這項工作的“一大進步”在于恢復了視桿細胞，但強調(diào)研究團隊仍需要證明視桿細胞的發(fā)育和功能在患病的眼睛中一切正常——這里的視網(wǎng)膜細胞可能不會正常連接和交互。
然而，Blackshaw看到了對新的研究結(jié)果的另一種解釋：在盲鼠中，現(xiàn)有的桿狀細胞在手術(shù)過程中被修復了，而這要么是因為它們接受了病毒攜帶的糾正基因，要么是因為“米勒膠質(zhì)細胞”與它們分享了正確的基因。在這兩種情況下，大腦的視覺信號都不是來自于新生成的桿狀細胞，而是來自于現(xiàn)有感光細胞恢復的功能。他說，這項研究忽略了化學標記技術(shù)，它可以證明任何功能性桿狀細胞都來自于“米勒膠質(zhì)細胞”。
對此陳波表示，他和他的團隊做了這樣一個標記實驗——盡管在論文中沒有描述，而且他們已經(jīng)通過其他幾種方法徹底地證明了新桿狀細胞的起源。他還引用了對照組實驗，在實驗中，該小組將校正基因轉(zhuǎn)移到“米勒膠質(zhì)細胞”上而沒有重新編程。在這種情況下，大腦中并沒有視覺信號，這意味著現(xiàn)有的桿狀細胞沒有被恢復。（趙熙熙）
相關(guān)論文信息：DOI:10.1038/s41586-018-0425-3
《中國科學報》 (2018-08-21 第2版 國際)
來源：中國科學報
