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药明康德■《自然》：失明小鼠重见光明！把皮肤细胞改造成感光细胞的新技术，亮了！


▎药明康德内容团队编辑
顶尖学术期刊《自然》日前在线发表的一篇研究论文 ， 为众多因视网膜疾病而失明的患者带来一道曙光 。 由CIRC Therapeutics公司视网膜创新中心眼科专家Sai Chavala博士领衔的科研团队 ， 开发出一种技术 ， 把皮肤细胞直接改造成视网膜的感光细胞——感受光的神经细胞 。 将这种改造后的细胞移植到小鼠眼睛中 ， 失明小鼠得以重见光明！
药明康德■《自然》：失明小鼠重见光明！把皮肤细胞改造成感光细胞的新技术，亮了！
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【药明康德■《自然》：失明小鼠重见光明！把皮肤细胞改造成感光细胞的新技术，亮了！】许多视网膜疾病最终会导致失明 。 比如年龄相关性黄斑变性——65岁以上老年人失明的首要原因 ， 全世界患者超过1.7亿；再比如糖尿病视网膜病变 ， 糖尿病的一种严重并发症；还有视网膜色素变性 ， 一类遗传传导致的眼病 ， 患者通常在儿童时期就开始视力逐渐受损 ， 直至丧失 。
这些眼病最终致盲的原因在于视网膜上感光细胞的丧失 。 由于难以再生 ， 一旦失去感光细胞 ， 失明进程无法被逆转 。 目前除了尽量预防和延缓外 ， 还没有有效的治疗方法可以帮助患者恢复视力 。 因此 ， 寻找让感光细胞重生的方法 ， 成为科研人员的一个攻坚方向 。
药明康德■《自然》：失明小鼠重见光明！把皮肤细胞改造成感光细胞的新技术，亮了！
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图片来源：123RF
过去十年里 ， 科学家们为实现这一目标利用到了诱导多能干细胞（iPS）技术 。 这种技术可以把皮肤细胞或血细胞培育成干细胞 ， 然后塑造干细胞的发育方向 ， 产生感光细胞 。 然而 ， 在这项研究中 ， 眼科专家们找到的新方法却可以跳过干细胞 。
经过反复摸索条件 ， 研究人员确定了一种“鸡尾酒”配方 ， 由5种小分子化合物组成 ， 它们分别激活或抑制细胞内不同的发育信号 。 在特定的时间把这些化合物以不同的组合“喂”给培养的皮肤成纤维细胞 ， 最终改变了这些皮肤细胞的命运 。
检查新细胞的基因表达谱 ， 研究人员发现它们与视杆细胞（一种主要的感光细胞）表达的基因十分相似 。 因此 ， 变身后的这类新细胞被命名为“化学诱导光感受器细胞” ， 简称CiPCs 。 相比过去利用iPS细胞重编程需要数月时间 ， 这种技术仅仅只用10天就完成了细胞改造 。
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▲ 在培养细胞的不同时间点 ， 添加分别调节不同发育信号的小分子化合物 ， 仅需10天 ， 就可以把人的皮肤成纤维细胞转变为CiPCs（图片来源：参考资料[1]）
但CiPCs表达的基因与视杆细胞类似 ， 还不等于它们就可以替代视杆细胞的工作 。 研究人员接下来开展了移植实验 ， 把CiPCs植入视网膜变性的小鼠眼睛里 ， 检验这些细胞的功能 。
在移植细胞前 ， 这些小鼠因为缺少视杆细胞 ， 感受不到光亮 ， 眼睛不会出现瞳孔反射（光变强时瞳孔缩小、光变弱时瞳孔张大） 。 而在细胞移植3~4周后 ， 小鼠开始出现令人欣喜的变化：14只小鼠中 ， 有6只小鼠在弱光条件下 ， 瞳孔出现了明显的变化 。 而对于微弱的光线就十分敏感 ， 正是视杆细胞的功能特点 。
为了评估这6只小鼠的视觉功能是否真正得到恢复 ， 研究人员还做了“厌光测试” 。 老鼠在正常情况下 ， 偏爱躲在暗处 。 但失去视觉的小鼠由于感知不到光的强弱 ， 不会表现出对黑暗环境的偏好 。 而CiPCs移植的这6只小鼠 ， 待在黑暗环境中的时间与视力正常的小鼠一样 ， 明显长过未经细胞移植的失明小鼠 。
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▲成功 接受CiPCs移植的小鼠 ， 和视力正常的小鼠一样更偏爱留在黑暗环境（图片来源：参考资料[1]）


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