干細胞移植治療視網(wǎng)膜色素變性研究進展論文

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1、干細胞移植治療視網(wǎng)膜色素變性研究進展論文【關(guān)鍵詞】視網(wǎng)膜色素變性;干細胞移植;視網(wǎng)膜干細胞視網(wǎng)膜色素變性(RP)是一組遺傳性退行性視網(wǎng)膜疾病，主要影響視桿細胞和視網(wǎng)膜色素上皮細胞(RPE)。早期特征性臨床表現(xiàn)為夜盲和周邊視野的喪失，最終導(dǎo)致中心視力的喪失，目前尚無有效治療方法。近年來干細胞移植治療視網(wǎng)膜色素變性取得了一些進展，下面就對其進行綜述。1胚胎干細胞移植胚胎干細胞為源于受精胚泡的內(nèi)細胞團,具有多能性,能夠自我更新并產(chǎn)生特殊類型的細胞1。其可以發(fā)育成外胚層、中胚層及內(nèi)胚層任何組織類型的細胞,在特異性

2、組織環(huán)境中,能分化成特定類型的細胞2。1.1胚胎干細胞誘導(dǎo)分化為視網(wǎng)膜前體細胞胚胎干細胞分化必須依靠相應(yīng)微環(huán)境所提供的各種營養(yǎng)因子來完成。Sugie等3利用維甲酸法將EB3鼠的胚胎干細胞與胚胎第6天的雞胚視網(wǎng)膜組織聯(lián)合培養(yǎng)10d后,發(fā)現(xiàn)視紫紅質(zhì)免疫陽性細胞明顯增加,而對照組中則未發(fā)現(xiàn)視紫紅質(zhì)免疫陽性細胞。Ikeda等4應(yīng)用改良的無血清培養(yǎng)法(SFEB/DLFA),高效誘導(dǎo)出Rx+/Pax6+視網(wǎng)膜前體細胞,對這種細胞進行視錐視桿同源盒基因轉(zhuǎn)染后,細胞還可以自體激活,獲得了表達視紫紅質(zhì)的能力。有學(xué)者對培養(yǎng)

3、方法進行改良,采用經(jīng)典培養(yǎng)方法或非經(jīng)典培養(yǎng)方法與多種生長因子、新生胚胎視網(wǎng)膜組織或視網(wǎng)膜基質(zhì)細胞聯(lián)合培養(yǎng)胚胎干細胞,使干細胞定向誘導(dǎo)的特異性及誘導(dǎo)效率均有明顯提高5，6。1.2供體視網(wǎng)膜前體細胞與受體視網(wǎng)膜組織作用的可能機制研究表明,.freelino等12將觀察時間延長至一年,仍能檢測到BMSC來源的神經(jīng)細胞。2.2自體骨髓干細胞移植治療RP的可能機制2.2.1細胞分化：BMSC可塑性的發(fā)現(xiàn)使人們開始研究其在RP的治療上能否發(fā)揮作用。在體外無論有無誘導(dǎo)因素,均有BMSC向多種細胞分化的報道13。實驗證實

4、,將BMSC眼內(nèi)移植或經(jīng)靜脈移植,均可發(fā)現(xiàn)BMSC與視網(wǎng)膜整合,多數(shù)報道整合于外核層,亦有報道在節(jié)細胞層14。免疫組化分析發(fā)現(xiàn),整合的細胞能夠表達視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞和視網(wǎng)膜光感受器細胞特異性蛋白,如神經(jīng)細胞膠質(zhì)酸性蛋白、視紫紅質(zhì)蛋白和波形蛋白等,說明BMSC移植后能夠在RP動物模型的視網(wǎng)膜存活,并可以向視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞和視網(wǎng)膜光感受器分化,從而達到治療RP的目的。2.2.2抑制凋亡：MartinFriedlander及其研究組報道HSCs對外核層產(chǎn)生的保護作用可能與凋亡抑制相關(guān)15.freelyc是參與細胞凋亡

5、的轉(zhuǎn)錄因子,它可以增量調(diào)節(jié)下游區(qū)的凋亡誘導(dǎo)因子。研究發(fā)現(xiàn)cmyc在rd小鼠的表達是野生型的4～5倍。Mad1和YY1具有抑制cmyc的活性,阻止cmyc誘導(dǎo)的凋亡的作用。MartinFriedlander的實驗中Mad1和YY1在LinHSCs植入的視網(wǎng)膜有顯著高表達。Mad1的高表達還可能通過抑制凋亡途徑中的另一重要成分,即抑制Fas誘導(dǎo)的半胱天冬酶的激活來達到抑制凋亡的目的15。3視網(wǎng)膜干細胞移植眼組織通過中央神經(jīng)系統(tǒng)的祖細胞、前體細胞、視網(wǎng)膜干細胞途徑，達到視細胞的再生。哺乳類動物視網(wǎng)膜

6、干細胞在成年后很少具有活性，如何在體外培養(yǎng)視網(wǎng)膜干細胞,控制其增殖和分化,并且利用組織工程的方法體外構(gòu)建視網(wǎng)膜,移植治療相關(guān)視網(wǎng)膜疾病,是對視網(wǎng)膜干細胞研究的最終目的。但是從目前來看,如何大量擴增視網(wǎng)膜干細胞細胞,還是研究中瓶頸之一。3.1視網(wǎng)膜干細胞增殖分化培養(yǎng)的突破最近Kumar16將干細胞生物反應(yīng)器引入了視網(wǎng)膜細胞的培養(yǎng)中，生物反應(yīng)器模擬了干細胞在動物體中所處的環(huán)境條件,讓細胞處在一種富含蛋白質(zhì)的液體里,模擬體內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的流動,大大提高了干細胞培養(yǎng)的增殖率,并且研究人員還可以通過改變生物反應(yīng)器中的細

7、胞營養(yǎng),控制干細胞的分化。實驗發(fā)現(xiàn)生物反應(yīng)器促進了細胞與細胞之間的相互作用,在各種有絲分裂原的作用下,可以構(gòu)建出三維結(jié)構(gòu)的視網(wǎng)膜組織,并且出現(xiàn)一定程度的細胞分化，可見這種新技術(shù)為視網(wǎng)膜干細胞培養(yǎng)研究帶來了新的突破。3.2視網(wǎng)膜干細胞增殖和定向分化的機制研究3.2.1細胞內(nèi)部的調(diào)節(jié)因子：干細胞處于分裂M期后,如果不再進入新的細胞增殖循環(huán),就將進入分化過程。Zhang17通過多種基因研究的方法在新生小鼠視網(wǎng)膜中發(fā)現(xiàn)了增殖中的視網(wǎng)膜干細胞和分化而來的視桿細胞,都有Rb蛋白的表達,然而在Rb基因缺失的動物中,只有

8、視網(wǎng)膜干細胞,而沒有成熟分化的視桿細胞,說明Rb蛋白對視桿細胞增殖和分化有著很重要的作用。Rb蛋白通過與細胞周期蛋白激酶復(fù)合物(CDKs)的作用來改變磷酸化狀態(tài)。當Rb蛋白的磷酸化被阻滯時,細胞退出細胞周期,發(fā)生增殖抑制,分化促進。而阻滯磷酸化進行的主要因子是細胞周期蛋白激酶抑制因子(CDKIs)。其中p27(Kip1)和p57(Kip2)均屬于CDKIs中的一種,也是目前為止發(fā)現(xiàn)與視網(wǎng)膜發(fā)育關(guān)系最密切的兩個因子。有文獻報道1