眼睛的外層血—視網(wǎng)膜屏障包括視網(wǎng)膜色素上皮細胞、布魯赫膜和脈絡(luò )膜毛細血管。圖片來(lái)源：美國國家眼科研究所（NEI）
美國國家衛生研究院下屬?lài)已劭蒲芯克∟EI）研究人員使用患者干細胞和3D生物打印技術(shù)，打印出一種支持視網(wǎng)膜感光的光感受器的眼組織——外層血—視網(wǎng)膜屏障的細胞組合。這一成果為研究老年性黃斑變性（AMD）和其他眼病的發(fā)病機制提供了模型，將促進(jìn)人們對致盲疾病機制的理解。
外層血—視網(wǎng)膜外屏障由視網(wǎng)膜色素上皮（RPE）組成，視網(wǎng)膜色素上皮被布魯赫膜與富含血管的脈絡(luò )膜毛細血管隔開(kāi)。布魯赫膜調節絨毛毛細血管和RPE之間的營(yíng)養物質(zhì)和廢物的交換。在A(yíng)MD中，稱(chēng)為脈絡(luò )膜小疣的脂蛋白沉積物在布魯赫膜外形成，阻礙其功能。隨著(zhù)時(shí)間的推移，RPE分解，導致光感受器退化和視力喪失。
研究人員在水凝膠中結合了3種未成熟的脈絡(luò )膜細胞類(lèi)型：周細胞、內皮細胞和成纖維細胞。然后，他們將凝膠打印在可生物降解的支架上。幾天后，這些細胞開(kāi)始成熟，形成致密的毛細血管網(wǎng)絡(luò )。在第9天，研究人員在支架的反面種植了視網(wǎng)膜色素上皮細胞。打印的組織在第42天達到完全成熟。
組織分析、遺傳和功能測試表明，打印組織的外觀(guān)和行為都類(lèi)似于天然的外層血—視網(wǎng)膜屏障。在誘導應激下，打印組織顯示出早期A(yíng)MD的模式，如RPE下的脈絡(luò )膜小疣，并進(jìn)展到晚期干性AMD，其中觀(guān)察到組織退化。低氧導致濕性AMD樣外觀(guān)伴隨著(zhù)脈絡(luò )膜血管過(guò)度增殖，并遷移到RPE下區域。用于治療AMD的抗血管內皮生長(cháng)因子藥物可抑制血管過(guò)度生長(cháng)和遷移，并恢復組織形態(tài)。
研究團隊解決的技術(shù)挑戰包括生成合適的可生物降解支架，以及通過(guò)開(kāi)發(fā)一種溫度敏感型水凝膠來(lái)實(shí)現一致的打印圖案，這種水凝膠在冷的時(shí)候會(huì )出現明顯的條紋，但當凝膠變暖時(shí)會(huì )溶解。良好的一致性使研究人員能更精確地量化組織結構。他們還在細胞混合物中優(yōu)化了周細胞、內皮細胞和成纖維細胞的比例。 |
