
视网膜类器官(Retinal Organoids)是研究人类眼部疾病的前沿工具,但长期以来受限于一个瓶颈:由于缺乏血液供应,类器官深处的组织因营养和氧气匮乏而坏死,导致关键的视网膜神经节细胞(RGCs)难以长期存活。
近日,由波恩大学医院(UKB)、波恩大学及巴塞尔分子与临床眼科研究所 Volker Busskamp 教授领导的国际团队在《细胞-干细胞》(Cell Stem Cell)上发表研究,通过在类器官中整合内皮细胞(Endothelial cells),成功解决了这一难题。
突破“营养障碍”:构建类管腔网络
视网膜神经节细胞是视觉信息的“接力手”,其轴突汇聚成视神经通向大脑。在传统的体外模型中,由于类器官组织过于致密,这些敏感细胞往往在成熟前就已凋亡。
研究团队通过对比多种方法发现,将预培养的内皮细胞整合进已经成形的类器官球体中效果最佳。这些内皮细胞在类器官内部自发集结,形成了类管腔网络(Lumen-like networks)。
这种微循环结构的引入,不仅显著增加了神经节细胞的存活数量,还促进了它们在功能上的高度成熟。
首次实现体外“垂直信号传输”
为了验证血管化视网膜类器官(vROs)的功能,研究人员采用了微电极阵列和微流控设备来监测电生理活动:
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更高的活性:相比普通类器官,vROs 中的神经节细胞放电频率更高、强度更大,且表现出显著的同步性。
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光遗传学验证:利用光遗传学技术精确刺激,细胞表现出强力且可靠的电信号响应。
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完整通路重建:研究最核心的突破在于,vROs 形成了功能性的垂直光信号通路——光感受器(Photoreceptors)接收光刺激后,能将信号正确传递至神经节细胞。实验捕捉到了视网膜特有的 ON、OFF 和 ON-OFF 响应模式。
“这是首次在体外全面演示从光感受器到神经节细胞的信号传递,”Busskamp 教授指出,“这一进展确立了视网膜类器官作为研究人类视网膜发育和疾病的功能性平台地位。”
模拟疾病:缺氧压力下的“病理性血管再生”
研究还发现,这种血管化模型对环境变化极具敏感性。在低氧(Hypoxia)条件下,类器官内的微血管会产生类似于临床视网膜疾病中的新生网络。
这一特性为模拟早产儿视网膜病变(Retinopathy of prematurity)等血管性眼病提供了绝佳模型,也为测试新型药物和基因疗法提供了更精准的人源测试场。
总结与展望
该研究提出的血管化方法简单易行,且具有广泛的可推广性,可用于改善其他类型的器官模型。随着功能性神经节细胞和光信号通路的成功建立,人类离在实验室完全模拟视觉过程又近了一步。
参考文献:Kritika Sharma et al, Retinal ganglion cell survival and functional maturation in transiently vascularized human retinal organoids, Cell Stem Cell (2026). DOI: 10.1016/j.stem.2025.12.013
编辑:王洪
排版:李丽





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