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(資料圖片僅供參考)

美國國立衛(wèi)生研究院下屬國家眼科研究所(NEI)的科學(xué)家報(bào)告說，他們已經(jīng)使用患者干細(xì)胞和3D生物打印來生產(chǎn)眼部組織，這將促進(jìn)對(duì)致盲性疾病機(jī)制的理解。

他們的發(fā)現(xiàn)“生物打印的3D外視網(wǎng)膜屏障揭示了晚期黃斑變性中RPE依賴性脈絡(luò)膜表型”，發(fā)表在《自然方法》上。

“年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)是失明的主要原因，它始于由視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)、布魯赫膜和脈絡(luò)膜毛細(xì)血管形成的外血視網(wǎng)膜屏障(oBRB)，”研究人員寫道。“由于缺乏生理相關(guān)的人類oBRB模型，AMD的啟動(dòng)和進(jìn)展機(jī)制仍然知之甚少。為此，我們通過在可生物降解支架的基底面上生物打印內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞和成纖維細(xì)胞，并在頂部建立RPE單層，設(shè)計(jì)了一種類似天然的三維(3D)oBRB組織(3D-oBRB)?！?/p>

“我們知道AMD始于外層血視網(wǎng)膜屏障，”NEI眼部和干細(xì)胞轉(zhuǎn)化研究部負(fù)責(zé)人KapilBharti博士解釋說?！叭欢?，由于缺乏生理相關(guān)的人體模型，AMD的啟動(dòng)和進(jìn)展到晚期干濕階段的機(jī)制仍然知之甚少?！?/p>

科學(xué)家們?cè)谒z中結(jié)合了三種未成熟的脈絡(luò)膜細(xì)胞類型：周細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞，以及成纖維細(xì)胞。然后，科學(xué)家們將這種凝膠打印在可生物降解的支架上。幾天之內(nèi)，細(xì)胞開始發(fā)育成致密的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)。

第九天，科學(xué)家們將視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞植入支架的另一側(cè)。打印的組織在第42天達(dá)到完全成熟。組織分析以及遺傳和功能測試表明，打印的組織在外觀和行為上與天然oBRB相似。

“通過打印細(xì)胞，我們正在促進(jìn)正常oBRB解剖所必需的細(xì)胞線索的交換，”Bharti說?！袄纾琑PE細(xì)胞的存在會(huì)誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞中的基因表達(dá)發(fā)生變化，這有助于形成布魯赫膜——這是多年前提出的，但直到我們的模型才得到證實(shí)。”

Bharti團(tuán)隊(duì)解決的技術(shù)挑戰(zhàn)包括生成合適的可生物降解支架，并通過開發(fā)溫度敏感的水凝膠實(shí)現(xiàn)一致的印刷圖案，這種水凝膠在冷時(shí)形成明顯的行，但在凝膠變暖時(shí)溶解。良好的行一致性使量化組織結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)更加精確。他們還優(yōu)化了周細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的細(xì)胞混合比例。

“我們的合作努力已經(jīng)產(chǎn)生了非常相關(guān)的退行性眼病視網(wǎng)膜組織模型，”費(fèi)雷爾說?！斑@種組織模型在轉(zhuǎn)化應(yīng)用中具有許多潛在用途，包括治療學(xué)開發(fā)?！?/p>

Bharti和合作者正在使用印刷的血視網(wǎng)膜屏障模型來研究AMD，他們正在試驗(yàn)在印刷過程中添加其他細(xì)胞類型，例如免疫細(xì)胞，以更好地再現(xiàn)天然組織。

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