作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2022/12/23 10:14:39
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干细胞结合3D生物打印造出眼部组织
将促进对致盲疾病机制的理解

 

科技日报北京12月22日电 (实习记者张佳欣)美国国家卫生研究院下属国家眼科研究所(NEI)研究人员使用患者干细胞和3D生物打印技术,打印出一种支持视网膜感光的光感受器的眼组织——外层血—视网膜屏障的细胞组合。这一成果为研究老年性黄斑变性(AMD)和其他眼病的发病机制提供了模型,将促进人们对致盲疾病机制的理解。

外层血—视网膜外屏障由视网膜色素上皮(RPE)组成,视网膜色素上皮被布鲁赫膜与富含血管的脉络膜毛细血管隔开。布鲁赫膜调节绒毛毛细血管和RPE之间的营养物质和废物的交换。在AMD中,称为脉络膜小疣的脂蛋白沉积物在布鲁赫膜外形成,阻碍其功能。随着时间的推移,RPE分解,导致光感受器退化和视力丧失。

研究人员在水凝胶中结合了3种未成熟的脉络膜细胞类型:周细胞、内皮细胞和成纤维细胞。然后,他们将凝胶打印在可生物降解的支架上。几天后,这些细胞开始成熟,形成致密的毛细血管网络。在第9天,研究人员在支架的反面种植了视网膜色素上皮细胞。打印的组织在第42天达到完全成熟。

组织分析、遗传和功能测试表明,打印组织的外观和行为都类似于天然的外层血—视网膜屏障。在诱导应激下,打印组织显示出早期AMD的模式,如RPE下的脉络膜小疣,并进展到晚期干性AMD,其中观察到组织退化。低氧导致湿性AMD样外观伴随着脉络膜血管过度增殖,并迁移到RPE下区域。用于治疗AMD的抗血管内皮生长因子药物可抑制血管过度生长和迁移,并恢复组织形态。

研究团队解决的技术挑战包括生成合适的可生物降解支架,以及通过开发一种温度敏感型水凝胶来实现一致的打印图案,这种水凝胶在冷的时候会出现明显的条纹,但当凝胶变暖时会溶解。良好的一致性使研究人员能更精确地量化组织结构。他们还在细胞混合物中优化了周细胞、内皮细胞和成纤维细胞的比例。

 
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