年齡相關性黃斑變性(AMD)是視網(wǎng)膜最重要的中心區(qū)域——黃斑區(qū)發(fā)生退行性病變的一種疾病,常導致視力逐漸下降。這種疾病是50歲及以上成年人失明的常見原因,*約有1.96億人受此影響。目前還無法治愈,但治療可以減緩發(fā)病并保留一些視力。
這種疾病分為干性和濕性兩種類型。所有的AMD都是從干性開始的。有些人(大約10%)繼續(xù)發(fā)展為濕性AMD。濕性AMD的特點是色素上皮層下有活躍的新生血管,從而引起一系列滲出、出血、瘢痕改變。
最近,美國羅切斯特大學的研究人員在尋找AMD療法方面取得了重大突破。他們開發(fā)出第1個三維的實驗室模型,能夠模擬受黃斑變性影響的視網(wǎng)膜部分。這項成果于本周一發(fā)表在《Cell Stem Cell》雜志上。

(圖片來自原文)
他們的模型是將干細胞來源的視網(wǎng)膜組織和人類患者的血管網(wǎng)絡放在一個三維“基質(zhì)”中。值得注意的是,利用這種患者來源的3D視網(wǎng)膜組織,他們可以研究晚期新生血管性黃斑變性(濕性黃斑變性)的潛在機制。
研究人員還證明,與濕性黃斑變性相關的變化可以通過藥物來靶向。羅切斯特大學的眼科學副教授Ruchira Singh表示:“一旦在大量樣本中驗證了這一點,我們就有希望開發(fā)出合理的藥物療法,甚至可能測試特定藥物對每個患者的療效。”
人類眼睛的兩個區(qū)域受到AMD的影響。它們包括視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)和脈絡膜毛細血管(CC)。后者是位于RPE下方的一個支持系統(tǒng),主要由向外部視網(wǎng)膜供血的毛細血管組成。
到目前為止,研究人員主要依靠嚙齒動物的RPE-CC模型,但人類和嚙齒動物的視網(wǎng)膜存在很大不同。Singh認為,有必要建立“一個將脈絡膜毛細血管與視網(wǎng)膜色素上皮相整合的人類體外模型,以便了解受這種疾病影響的完整復合物”。
在之前的一項研究中,Singh的實驗室僅使用了單一類型的視網(wǎng)膜細胞(患者來源的視網(wǎng)膜色素上皮)來證明早期和干性AMD的癥狀可以在培養(yǎng)中模擬,并且可能*由RPE細胞功能異常引起。然而,脈絡膜毛細血管層的作用仍然是一個謎。
于是,羅切斯特大學生物醫(yī)學工程學教授Danielle Benoit的實驗室設計出3D培養(yǎng)基質(zhì),能夠安全地放置脈絡膜毛細血管,并且“正確定位在整個脈管系統(tǒng)中”。Benoit表示:“我們還促進了RPE細胞在該模型中的粘附。這個貢獻雖小,但很重要。”
這個模型為黃斑變性病因的爭論提供了一個可能的解決方案。研究人員*發(fā)現(xiàn),僅RPE細胞中的缺陷就足以引起這種疾病。Singh說:“你可以擁有*正常的脈絡膜毛細血管,但如果你的RPE功能失調(diào),就會導致脈絡膜毛細血管功能異常。”
之后,他們在人類視網(wǎng)膜模型中使用了濕性AMD患者的血液樣本。他們的數(shù)據(jù)*表明,來自患者血液的因子可以獨立地促進濕性AMD的發(fā)展。zui后,他們確定FGF2和MMP(基質(zhì)金屬蛋白酶)是治療AMD的潛在靶點。
基于這些合作,研究人員成功建立了患者來源的RPE-CC復合物模型,并在人類模型中模擬了黃斑變性的各個方面,有助于了解特定細胞類型和血液來源因子在黃斑變性發(fā)展中的作用。