視神經(jīng)由數(shù)量眾多的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸突匯聚而成,它作為人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一部分,發(fā)揮著將視覺信息從視網(wǎng)膜傳遞到大腦的重要作用。

視神經(jīng)一旦受到損傷,往往會造成視功能下降、色覺減弱,甚至視力喪失等嚴(yán)重后果。

根據(jù)2019年世界衛(wèi)生組織發(fā)布的首份《世界視力報告》,目前全球有超過22億人視力受損或失明,其中有超過10億人因近視、遠(yuǎn)視、青光眼和白內(nèi)障等問題未得到必要的治療所導(dǎo)致。

隨著全球視力受損或失明人群的增加,并且許多眼科疾病的治療效果有限,干細(xì)胞因其具備自我更新、強大增殖能力和多向分化潛能,為視神經(jīng)損傷的治療開辟了新道路。

一、視神經(jīng)損傷病癥簡介

視神經(jīng)損傷是許多眼部疾病,包括青光眼高眼壓、外傷性病變、腫瘤性病變、代謝障礙、頭頸部放射治療并發(fā)癥、以及神經(jīng)退行性病變等導(dǎo)致視功能損害的共同作用環(huán)節(jié)。

其病理改變均為視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(RGCs)的不可逆丟失,嚴(yán)重時會造成患者視神經(jīng)萎縮和視功能喪失。

目前臨床上視神經(jīng)損傷的治療方法主要是行視神經(jīng)管減壓術(shù)及給予神經(jīng)營養(yǎng)物質(zhì),但視神經(jīng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)一樣,再生能力極弱。

近年來隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展,干細(xì)胞在視神經(jīng)損傷修復(fù)方面的研究不斷深入,帶來新希望。

二、用于視神經(jīng)損傷治療的干細(xì)胞

1.間充質(zhì)干細(xì)胞

間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)是目前研究最為成熟、應(yīng)用最為廣泛的一類干細(xì)胞,具有多方面優(yōu)點:

(1)來源廣泛易獲得

(2)免疫排斥反應(yīng)較弱

(3)分離培養(yǎng)增殖速度快

(4)多向分化潛能,易于外源基因表達(dá)

(5)不存在倫理爭議和法律問題

MSCs進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)后遷移至全腦并分化為各型神經(jīng)細(xì)胞,其作用機(jī)制主要是以下3個方面:

(1)MSCs向病變組織滲透融合、替代損傷細(xì)胞、重建神經(jīng)環(huán)路

(2)MSCs在新環(huán)境誘導(dǎo)下表達(dá)出神經(jīng)細(xì)胞表型

(3)MSCs與宿主神經(jīng)組織互相作用促進(jìn)神經(jīng)營養(yǎng)因子生成

目前臨床上應(yīng)用MSCs治療視神經(jīng)損傷對比治療前后,患者視力、閃光型視覺誘發(fā)電位均有改善,證明采用MSCs治療視神經(jīng)損傷有效。

2.干細(xì)胞

干細(xì)胞具有分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞的能力,與宿主神經(jīng)組織融合良好,并能長期存活。

干細(xì)胞治療后能夠移行整合至視網(wǎng)膜并分化為各型細(xì)胞,建立廣泛的細(xì)胞連接,甚至長出神經(jīng)纖維伸入視神經(jīng)起始端。同時通過對局部微環(huán)境調(diào)控,分泌神經(jīng)營養(yǎng)因子及信號分子,啟動宿主內(nèi)源性修復(fù)機(jī)制,為內(nèi)源性NSCs提供生存支持并激活其分化為神經(jīng)細(xì)胞。

三、干細(xì)胞治療視神經(jīng)損傷的展望

Koike等學(xué)者將人臍血干細(xì)胞(hUCBSCs)移植入小鼠視網(wǎng)膜下腔,2周后觀察到部分hUCBSCs分化為視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞,揭示了細(xì)胞替代可能是MSCs用于治療視神經(jīng)損傷的重要機(jī)制。更換移植部位后進(jìn)行類似實驗,證實玻璃體腔內(nèi)移植MSCs可有效減緩視神經(jīng)損傷后RGCs繼發(fā)性破壞,抑制其凋亡。

2020年12月3日,哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院David Sinclair團(tuán)隊的呂垣澄博士與何志剛及Bruce Ksander等團(tuán)隊合作在Nature上發(fā)表了題為Reprogramming to recover youthful epigenetic information and restore vision的封面文章。該研究利用基因治療誘導(dǎo)神經(jīng)節(jié)細(xì)胞重編程,恢復(fù)年輕的表觀遺傳信息,從而使得視神經(jīng)能在損傷后再生,并逆轉(zhuǎn)青光眼和衰老造成的視力下降。

科技進(jìn)步為我們的健康提供了更優(yōu)質(zhì)的保障,以往無法得到根治的視神經(jīng)損傷也逐漸找到了新策略,干細(xì)胞正是其中之一。

從研究到臨床的道路雖道阻且長,在安全性以及有效性方面仍然有許多未知等著我們?nèi)ソ议_,但世界各國的干細(xì)胞研究專家們從未停止對光明的追求,相信在未來,會有更多的視神經(jīng)損傷患者受益。