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(資料圖片僅供參考)

美國國立衛生研究院下屬國家眼科研究所(NEI)的科學家報告說，他們已經使用患者干細胞和3D生物打印來生產眼部組織，這將促進對致盲性疾病機制的理解。

他們的發現“生物打印的3D外視網膜屏障揭示了晚期黃斑變性中RPE依賴性脈絡膜表型”，發表在《自然方法》上。

“年齡相關性黃斑變性(AMD)是失明的主要原因，它始于由視網膜色素上皮(RPE)、布魯赫膜和脈絡膜毛細血管形成的外血視網膜屏障(oBRB)，”研究人員寫道?！坝捎谌狈ι硐嚓P的人類oBRB模型，AMD的啟動和進展機制仍然知之甚少。為此，我們通過在可生物降解支架的基底面上生物打印內皮細胞、周細胞和成纖維細胞，并在頂部建立RPE單層，設計了一種類似天然的三維(3D)oBRB組織(3D-oBRB)?！?/p>

“我們知道AMD始于外層血視網膜屏障，”NEI眼部和干細胞轉化研究部負責人KapilBharti博士解釋說?！叭欢?，由于缺乏生理相關的人體模型，AMD的啟動和進展到晚期干濕階段的機制仍然知之甚少?！?/p>

科學家們在水凝膠中結合了三種未成熟的脈絡膜細胞類型：周細胞和內皮細胞，以及成纖維細胞。然后，科學家們將這種凝膠打印在可生物降解的支架上。幾天之內，細胞開始發育成致密的毛細血管網絡。

第九天，科學家們將視網膜色素上皮細胞植入支架的另一側。打印的組織在第42天達到完全成熟。組織分析以及遺傳和功能測試表明，打印的組織在外觀和行為上與天然oBRB相似。

“通過打印細胞，我們正在促進正常oBRB解剖所必需的細胞線索的交換，”Bharti說。“例如，RPE細胞的存在會誘導成纖維細胞中的基因表達發生變化，這有助于形成布魯赫膜——這是多年前提出的，但直到我們的模型才得到證實。”

Bharti團隊解決的技術挑戰包括生成合適的可生物降解支架，并通過開發溫度敏感的水凝膠實現一致的印刷圖案，這種水凝膠在冷時形成明顯的行，但在凝膠變暖時溶解。良好的行一致性使量化組織結構的系統更加精確。他們還優化了周細胞、內皮細胞和成纖維細胞的細胞混合比例。

“我們的合作努力已經產生了非常相關的退行性眼病視網膜組織模型，”費雷爾說?！斑@種組織模型在轉化應用中具有許多潛在用途，包括治療學開發。”

Bharti和合作者正在使用印刷的血視網膜屏障模型來研究AMD，他們正在試驗在印刷過程中添加其他細胞類型，例如免疫細胞，以更好地再現天然組織。

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