2014 年 06 月 11 日 , , ,

美國約翰霍普金斯大學的研究人員利用 iPS 誘導式多能性幹細胞,成功地在實驗室中產出 3D 結構的視網膜組織,特別的是這是第一次培養出能對光產生反應的感光細胞,這正是形成視覺影像的第一步。

這項刊登在最新一期自然通訊(Nature Communications)雜誌的研究,最大的意義在於對視網膜病變或受傷而失去視力的人們,有了重現光明的機會,過去雖不乏有類似的研究結果,但那些研究的視網膜細胞不能感光。

人類的視覺成像過程是一個從眼睛接收外界光源、經過訊息轉換送大腦,大腦最後再予以解讀形成影像的複雜程序,該校醫學院眼科助理教授 M. Valeria Canto-Soler 博士表示,雖然她們的發現只是整個過程中的第一個部份,產出的視網膜組織是否能輸出大腦能夠解讀的影像也還是未知數,但這是一個好的開始。

retina ips stem cell
▲綠色部份為對感光度較敏感的視桿細胞(圖片來源:Image courtesy of Johns Hopkins Medicine)

她們使用 2012 年諾貝爾生理醫學獎得主山中伸彌的 iPS 多能性幹細胞,培養出視網膜祖細胞,這種細胞的目的就是要生成能夠感光的視網膜組織。她們把電極連接到單一感光細胞,並且對著感光細胞照射光源,感光細胞接著就釋出了一個生化訊號,看起來跟人體視網膜感光細胞的反應類似。

特別的是,她們產出的感光細胞屬於視桿細胞。在視網膜上有兩類感光細胞,視錐細胞數量較少、集中在中央,擅長對不同顏色的感應;數量多且分佈在周圍的視桿細胞擅長在感光度,特別是在低光源的情形下也能有效運作。

Canto-Soler 表示,這項技術讓她們可以在一些有視網膜病變的患者身上一次產出數百個感光細胞,如此一來便可進行研究,找出病因。另外,也可以用來測試藥物的療效,長期來看則是將實驗室產出的視網膜移植到患者身上,讓他們重見光明。

(封面圖片來源:X. Zhong. C. Gutierrez and M.V. Canto-Soler at the Wilmer Eye Institute, Johns Hopkins University School of Medicine)

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