原标题:最前沿 | 当“iPS人工角膜”像隐形眼镜相同遍及,咱们还会惧怕漆黑吗?
诱导多能干细胞(iPS细胞)已可在实验室里制成人工角膜,未来用于人类角膜移植;
国内已成功完结角膜上皮干细胞移植临床实验,各国使用干细胞科技而衍生的3D打印角膜、人类迷你眼睛等研讨正如火如荼打开;
干细胞科技医治眼疾,将有望处理全球眼角膜紧缺。
咱们常说眼睛是心灵的窗户,一同它也是咱们看国际的“照相机”,而角膜则是这台照相机的“镜头”,在视觉的聚集上有着至关重要的作用。它坐落眼球的最外部,是掩盖并维护眼睛的一层透明膜,与相机的镜头相同呈凸透镜状。
△ 图片来历网络
作为暴露在最外面的“镜头”,它也是极端简单遭到危害的。在角膜中,有一种叫做角膜干细胞的存在,能够促进角膜上皮细胞不断成长更新,而且在角膜受损时修正它,起到安定角膜外表结构的作用。但角膜上皮干细胞简单遭到许多眼科疾病的损坏,比方疾病、化学伤、烧伤等。因角膜受损而带来的相关疾病,会导致患者视力虚弱,乃至失明。
角膜移植是医治相关疾病最有用的办法,也是国际上最常见的移植类型,但由于角膜的捐赠数量有限,全国际都面临着角膜缺少的问题。那既然是干细胞缺少,那从细胞层面进行移植医治这一疾病成为了科学家们研讨的方向。
01.
全球首例人类iPS角膜移植临床实验
本年3月,日本厚生劳作省的专家委员会通过了日本大阪大学关于诱导多能干细胞(iPS细胞)来历角膜细胞移植的临床研讨请求。这是全球初次同意的iPS角膜移植手术临床实验,由大阪大学眼科教授西田幸二教授领导的研讨小组进行,该团队表明第一次移植手术计划在本年7月底前进行,手术目标为招募入组的4名“角膜上皮干细胞衰竭”患者,并进行为期一年的调查,以确认该疗法的安全性和有用性。
本次临床研讨首要通过将异体iPS细胞分解诱导为角膜细胞,再制备成约0.05毫米厚度的角膜片层移植到患者眼中(角膜片层里含大约300-400万个角膜细胞,与健康人眼中的角膜细胞数量相同)。这项实验在前期的动物研讨中显现,移植后的角膜片层成功修正了视力。而且研讨人员估计移植的细胞片层会继续制造出更多的角膜细胞,然后有助于康复患者视力。
△ 大阪大学教授供给的相片显现了iPS细胞发作的片状角膜安排,这些安排将在新同意的临床研讨中移植到患者体内。(来历:一同社)
这项实验除了能够处理眼角膜移植求过于供的需求,也能够防止传统角膜移植手术中会引起的排挤反响。假如实验取得成功,将在五六年内完成再生角膜的规范规模化出产。
02.
各国干细胞医治眼疾的研讨展开
干细胞作为一类具有自我仿制才能的多潜能细胞,成了许多疑难杂症逢凶化吉的期望。全球各国科学家也正致力于干细胞科技医治眼疾的研讨使用,而且现已取得了展开。
印度:使用多能干细胞移植角膜安排
依据2015英国纪录片《干细胞革新》,在印度的LV·普拉萨德医院研讨干细胞医治眼疾多年,通过提取患者本身的干细胞,培育新的角膜安排,迄今现已救治了超越650位失明的患者。
△ 2015英国纪录片《干细胞革新》
他们乃至还用干细胞培育出了迷你的人类眼睛,尽管使用这项技能用于移植还需求几年的时刻,但这项研讨为未来通过干细胞培育出可移植的器官展开带来了期望,这项技能还可用于医治严峻的眼部损害。
△ Stem cell miracle: L V Prasad develops mini eyes in test tube
英国:干细胞作为墨水,3D打印角膜面世
2018年5月,英国纽卡斯尔大学安排工程学教授将来自健康供体的眼角膜干细胞(眼角膜基质细胞)与胶原蛋白和海藻酸盐(一种常用于出产假肢的化学物质)为质料,制作成能用于3D生物打印的“生物墨水”。这些含有干细胞的墨水能够通过凝胶成功打印出角膜模型,而且能够坚持干细胞的生机,一同发作出软硬兼备的生物资料。研讨人员表明,他们能够通过扫描患者的眼睛取得数据,快速打印出巨细和形状适宜的眼角膜。
△ 一同作者Steve Swioklo博士(左)与Che Connon教授 (纽卡斯尔大学)
研讨人员表明,这种3D打印出的眼角膜还需求通过进一步的测验,用于移植也还要需求几年的时刻。
我国:首个角膜上皮干细胞移植实验成功
2018年,厦门大学眼科研讨所李炜教授团队展开了“安排工程角膜上皮的基础研讨和临床使用”项目,这是国内初次注册根据羊膜载体安排工程角膜上皮的临床实验,并使用于严峻角膜上皮干细胞缺少患者的医治,取得了杰出的临床作用。
这项实验研讨团队选用自主研制的新式羊膜载体扩增培育角膜上皮干细胞,长成与正常角膜上皮相似的上皮植片(大约3-4周),然后将植片连同羊膜载体一同移植进入患者眼球外表,为失明患者带来光亮。
△ 厦门大学眼科研讨所研讨人员
李炜教授介绍,角膜上皮干细胞就像“种子”,而干细胞所在的微环境就像供给“种子”养分的“土壤”。关于这一类患者,若单纯的进行角膜移植,则或许由于缺少健康的“土壤”和继续繁殖更新的“种子”,终究会发作排挤反响或角膜上皮继续不愈合而导致手术失利。因而,角膜上皮干细胞移植是这一类患者复明的必经之路。
现在,该项目研讨进入了临床实验阶段,已施行了30多例严峻角膜干细胞缺少患者的安排工程角膜上皮移植手术,大部分患者成功复明,取得了杰出的医治作用。
以干细胞为中心的再生医学范畴,正在不断带来颤动医疗届的立异技能和研讨展开,信任在全球科学家的一同推动下,会加快干细胞在眼疾医治范畴的临床使用转化,让上千万被角膜疾病困扰的患者重获光亮!
参考文献(部分)
1.Japan's health ministry approves world's first trials for using iPS cells to treat corneal disease
2.Stem cell miracle: LV Prasad develops mini eyes in test tube
3.Scientists 3D print human cornea for first time, a technique which could save millions from blindness
4.科技日报:角膜上皮干细胞移植给患者带来光亮
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