在源性光感受器祖细胞中-盲小鼠多能干细胞发现的功能让小鼠重获光明

盲小鼠多能干细胞包含视网膜外核层的杆状和锥状感光体是眼睛的光感应细胞。它们将光信号转换为电脉冲，从而启动视觉转换级联，将视觉信息发送到大脑。哺乳动物光感受器没有再生能力，当由于受伤或疾病而丢失时，不再能感知到光。

目前，尚无再生丢失的光感受器的治疗方法，而视网膜变性是发达国家中大多数无法治愈的视力障碍和失明形式。色素性视网膜炎是一组遗传性视网膜变性的总称，其特征是杆状光感受器最初退化，然后逐渐失去视锥，仍然是不可治愈的失明的主要原因之一。

对于由于变性而失去所有感光细胞的患者而言，细胞置换可能提供一种有前途的疗法。以下与不同范围的视网膜功能障碍的动物模型中有丝分裂后的感光细胞前体细胞的移植视觉功能的事实上，在动物临床前研究已经显示改善包括示范的是有丝分裂后的移植小鼠光感受器的前体能够构建新的视网膜外核层并在完全失明的小鼠中恢复某些视觉功能。

然而，对于临床应用，有丝分裂后的人前体感光体不表示细胞细胞替换的合适来源，因为它们只开发在怀孕的第二三个月。为了获得用于移植的细胞的可扩展来源，可以针对多能干细胞的体外分化来获得视网膜组织，特别是用于治疗色素性视网膜炎的感光体前体。

使用多能干细胞治疗视力丧失的首批临床试验于2011年开始。人类胚胎干细胞衍生的视网膜色素上皮细胞（色素性视网膜炎E）被移植到患有黄斑变性的患者中。中期和长期安全性，移植物的存活率，以及可能的生物活性人类胚胎干细胞的色素性视网膜炎E的个体相关性黄斑变性（AMD）干年龄和斯特格氏病最近报道。

同样，2014年启动了一项使用人类诱导性多能干细胞衍生的色素性视网膜炎E细胞治疗湿性AMD患者的临床研究。这些临床试验的目的主要是评估安全性，并从长远来看防止损失色素性视网膜炎E细胞的移植产生的感光细胞 然而，用于替代色素性视网膜炎形式的丢失的感光细胞的感光细胞移植尚未进行。迫切需要一种有效的方法来生成临床级人类感光器前体细胞的同质群体，以及评估此类细胞是否可以在完全退化的视网膜中恢复功能。

因此，光感受器从动物和人类ESC或i多能干细胞集衍生已经产生了疾病模型和感光细胞替代疗法的候选物。临床前研究表明，多能干细胞衍生感光体可植入和移植后表达在剩余的宿主视网膜外核层视杆标记但是，迄今为止，尚无成功将多能干细胞衍生的感光细胞成功移植到缺乏宿主视网膜外核层的广泛变性动物模型中的报道，这在临床上与晚期色素性视网膜炎患者的细胞替代疗法最相关。

此外，以前报道的方法会产生混合的视网膜细胞群，因此涉及混合的视网膜细胞的移植，而无需选择感光器，或者需要进一步的纯化步骤，例如通过荧光标记物转导感光细胞，然后再激活荧光细胞分拣。后面的方法严重损害了细胞的生存能力，这对人体治疗是不希望的。替代感光体的纯化方法包括磁性活化细胞分选，通过与细胞表面抗原CD73和其他表面标记物中选择的视杆细胞，其已被证明有效的鼠祖细胞感光器的富集，尽管对人类细胞的推断仍未得到证实。

本研究的目的是开发一种临床上可应用的方法，以提供适合研究和治疗的纯净，可再生的感光受体祖细胞。在这里，我们描述了一种将人类多能干细胞分化为Ph色素性视网膜炎的定义方法，成功地使用了人类胚胎干细胞和多能干细胞系作为起始材料。这种同步分化过程产生了均质表达光感受器特异性基因的Ph色素性视网膜炎，它们能够在体外进一步成熟并形成杆状光感受器样细胞。

我们将多能干细胞衍生的Ph色素性视网膜炎深亚移植到具有严重晚期视网膜外核层退化的小鼠中，并显示人供体细胞能够在体内生存和成熟 在没有宿主视网膜外核层的情况下，它会与残余的视网膜层相互作用，从而在以前失明的小鼠中产生部分视觉功能。