根據一項新的研究，從干細胞中生長出來的視網膜細胞可以伸出手來與鄰居聯系，完成了一次“握手”，這可能表明這些細胞已經為退化性眼病患者的試驗做好了準備。

十多年前，威斯康辛大學麥迪遜分校的研究人員開發了一種方法來培養有組織的細胞集群，稱為類器官，類似于視網膜，眼睛后部的光敏組織。他們誘導人類皮膚細胞重新編程，以充當干細胞，發育成多種類型的視網膜細胞層，這些細胞能感知光線，并最終將我們看到的東西傳輸到大腦。

“我們想用這些類器官的細胞作為視網膜疾病過程中丟失的同種細胞的替代部分，”David Gamm說，他是威斯康星大學麥迪遜分校的眼科學教授，也是麥克弗森眼科研究所的主任，他的實驗室開發了類器官。“但在實驗室培養皿中培養了幾個月后，問題仍然存在——我們將細胞分離后，它們的行為是否正常?”因為這是將它們引入患者眼睛的關鍵。”

在2022年期間，Gamm和威斯康星大學麥迪遜分校的合作者發表了一項研究，表明被稱為光感受器的盤子生長的視網膜細胞與健康視網膜中的細胞一樣，對不同波長和強度的光做出反應，一旦它們從類器官中的相鄰細胞中分離出來，它們就可以用稱為軸突的特征生物索伸向新的鄰居。

Gamm說:“最后一個謎題是看看這些連接線是否有能力插入或與其他類型的視網膜細胞握手以進行交流。”他關于細胞之間成功連接的新結果將于本周在《PNAS》上發表。

視網膜和大腦中的細胞通過突觸進行交流，突觸是神經末梢的微小間隙。為了證實他們實驗室培養的視網膜細胞有能力取代病變細胞，并像健康細胞一樣攜帶感覺信息，研究人員需要證明它們可以制造突觸。

威斯康星大學麥迪遜分校神經科學教授、這項新研究的合著者Xinyu Zhao與Gamm實驗室的細胞合作，幫助研究它們形成突觸連接的能力。他們使用一種改良過的狂犬病毒來鑒定能夠形成相互交流方式的細胞對。

研究小組，包括研究生和共同第一作者Allison Ludwig和Steven Mayerl，將視網膜類器官分解成單個細胞，給它們一周的時間來延長軸突并建立新的連接，將它們暴露在病毒中，然后進行觀察。他們看到的是許多熒光色的視網膜細胞，這表明狂犬病毒感染已經感染了相鄰細胞之間成功形成的突觸。

“我們一直在實驗室里把這個故事拼在一起，一次一個，以建立我們朝著正確方向前進的信心，”Gamm說，他為類器官申請了專利，并聯合創立了麥迪遜的Opsis Therapeutics，該公司正在根據威斯康星大學麥迪遜分校的發現，采用這項技術來治療人類眼睛疾病。“這一切最終都將走向人類臨床試驗，這是明確的下一步。”

在他們確認突觸連接的存在后，研究人員分析了相關細胞，發現形成突觸的最常見的視網膜細胞類型是光感受器——桿狀細胞和錐狀細胞——它們在色素性視網膜炎和老年性黃斑變性以及某些眼部損傷等疾病中丟失。其次最常見的細胞類型，視網膜神經節細胞，退化視神經疾病，如青光眼。

Gamm說:“這對我們來說是一個重要的啟示。這確實表明了這些視網膜類器官可能產生的潛在廣泛影響。”