該研究將人多能干細胞高效誘導為類脈絡膜血管內皮細胞,將其移植至脈絡膜缺血動物模型脈絡膜上腔,可有效改善脈絡膜缺血,并提高視功能。
清華大學附屬北京清華長庚醫院眼科胡運韜教授團隊與清華大學醫學院干細胞與再生醫學中心那潔副教授團隊合作,研究證實了干細胞來源的脈絡膜內皮細胞移植有望成為治療脈絡膜缺血的新方法,由此為脈絡膜缺血相關疾病的治療打開一個新窗口,具有極高的臨床應用及轉化前景。
研究圖示
研究團隊高效分化出人多能干細胞來源的脈絡膜內皮細胞(hPSC-CEC), 證實其表達脈絡膜內皮細胞特異性標記物:CD31、CA4、RGCC、PV-1;細胞膜表面具有脈絡膜內皮細胞特征性有孔結構;并具有內皮細胞特異性生理功能。
圖1.人多能干細胞來源的脈絡膜血管內皮細胞。A.表達脈絡膜內皮細胞特異性標記物;B.細胞膜表面具有脈絡膜內皮細胞特征性有孔結構;C.內皮細胞具有脂滴吞噬功能;D.內皮細胞具有管腔形成功能
隨后,研究團隊建立了大鼠脈絡膜缺血動物模型,將hPSC-CEC移植至脈絡膜上腔。發現hPSC-CEC可高效整合至大鼠脈絡膜血管中,增加脈絡膜厚度。通過吲哚菁綠(ICG)脈絡膜血管造影,活體觀察到脈絡膜缺血區血管重構,實現脈絡膜缺血修復。視網膜電流圖(ERG)證實hPSC-CEC移植治療后,脈絡膜缺血大鼠視功能顯著提高(圖2)。
圖2.hPSC-CEC對大鼠脈絡膜血管的修復作用。A.hPSC-CEC在大鼠脈絡膜缺血區域可整合入大鼠自身血管、并可實現血管再生(CD34標記大鼠及人的內皮細胞;CD31標記人的內皮細胞);B.大鼠眼底ICG造影顯示移植后脈絡膜缺血區域形成新的血管網;C.細胞移植后脈絡膜厚度增加;D.大鼠視網膜電流圖提示細胞移植后視網膜功能顯著改善
此外,將hPSC-CEC與大鼠缺血脈絡膜體外共培養發現,hPSC-CEC可響應缺血環境,上調多個基因,可能起到調控內皮細胞遷移、血管生成及保護、免疫調節、視網膜修復以及抑制病理性脈絡膜新生血管(CNV)形成等作用,改善脈絡膜微環境,促進脈絡膜缺血的修復(圖3)。
圖3.單細胞RNA測序(single cell RNA-seq)研究顯示hPSC-CECs在與離體缺血脈絡膜共培養后上調血管生成、免疫調節和神經保護等基因
該研究將人多能干細胞高效誘導為類脈絡膜血管內皮細胞,將其移植至脈絡膜缺血動物模型脈絡膜上腔,可有效改善脈絡膜缺血,并提高視功能。
該研究成果以“人多能干細胞來源的內皮細胞修復脈絡膜缺血(Human pluripotent stem cells derived endothelial cells repair choroidal ischemia)”為題,于2023年12月在《先進科學》(Advanced Science)期刊上發表。
胡運韜、那潔為該論文共同通訊作者。北京清華長庚醫院眼科主治醫師李孟達、碩士霍思同,清華大學醫學院博士生王佩亮、邱輝為該論文共同第一作者。北京清華長庚醫院眼科主任醫師林思勇、副主任醫師郭立斌、博士李晨迪、技師紀一聰,清華大學醫學院已畢業博士朱詠林、博士生劉金陽,北京大學附屬第三醫院婦產科助理研究員郭健穎等為該研究作出了重要貢獻。清華大學教授黃天蔭為該研究提供了寶貴意見。
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