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目的: 视网膜变性(Retinal Degeneration,RD)疾病是造成成年人致盲的主要原因。传统的治疗方式对视网膜变性疾病的治疗效果不佳。随着体外诱导视网膜细胞技术的发展,通过细胞移植治疗视网膜变性疾病的前景越来越广阔。在本研究中,我们在成分简单的培养条件下,将人胚胎干细胞(human embryonic stem cells,hESCs)通过3D培养的方式,诱导分化为人神经视网膜的各种细胞。通过视网膜祖细胞(Retinal Progenitor Cells,RPCs)的移植,保护了视网膜变性疾病模型大鼠的视力。 方法: 将不同系的hESCs用消化酶消化后,以团块形式悬浮培养在含有1%Matrigel的培养液中。对于SHhES8系的hESCs在第1天加入BMP4信号通路抑制剂,然后每两天进行半换液以逐渐降低其浓度。在分化的不同时间,通过检测全能性基因和视网膜标志基因的表达水平以确定hESCs团块的分化状态。对于H9系的hESCs,抑制Wnt信号通路以促进hESCs分化过程中神经视网膜前体细胞重要转录因子CHX10的表达。将分化至第47天的SHhES8系hESCs来源的RPCs移植到视网膜变性疾病模型SD大鼠的视网膜下腔,2周、4周、8周后进视网膜电图(Electroretinogram,ERG)检测。 结果: 1.H9系hESCs经过15天的分化,各种眼区转录因子的表达水平都有大幅上调,免疫荧光检测也显示此时分化的细胞已经具备早期视网膜细胞的特征; 2.H9系hESCs分化的第7天添加IWR1e抑制Wnt信号通路,可以有效地提高CHX10的表达,表明Wnt信号通路在视网膜细胞形成中起重要的调节作用; 3.SHhES8系的hESCs通过悬浮培养,在第24天时可以检测到有CHX10阳性的视泡样结构,继续培养至83天,可以检测表达神经视网膜不同种类细胞标志基因的细胞,包括CRX阳性的感光细胞(Photoreceptors,PR)或前体细胞(Photoreceptor Precursors)、AP2α阳性的无长突细胞(Amacrine Cells)和ISLET1阳性的神经节细胞(Ganglion Cells)。 4.移植SHhES8系hESCs来源的RPCs对视网膜变性疾病模型SD大鼠模型的视力有一定保护作用。 结论: 不同系的hESCs对同样的诱导分化显示出不同的反应;抑制Wnt信号通路可以促CHX10表达,实现早期视网膜细胞的分化;利用无血清悬浮培养的方式,可以使hESCs分化为各种视网膜细胞和具有一定三维结构的视网膜样组织;hESCs来源的RPCs对视网膜变性疾病模型SD大鼠的视力有一定保护作用。