类器官系列小知识（XXXII）-眼类器官构建- 大数跨境

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类器官系列小知识（XXXII）-眼类器官构建

一米生物

2024-04-04

导读：我们将分多期内容分享传递更新类器官相关内容,建议收藏!

视网膜类器官构建

视网膜是眼球中结构最复杂的组织，包含六大类神经细胞和一类神经胶质细胞。在哺乳动物中，视网膜无法再生，众多视网膜退行性疾病，如视网膜色素变性、年龄相关性黄斑变性、青光眼等，均以视网膜某一类或多类视网膜神经元丢失为特征。目前仍缺乏针对这些视网膜退行性疾病的有效治疗手段，促使人们利用各种传统与前沿的生物医药技术，开发视网膜疾病防、诊、治新策略。

视网膜类器官的发展

2011年，Eiraku等^[1]基于他们前期对脑组织类器官构建和视网膜细胞体外分化的研究基础，成功建立了由小鼠ESC构建三维视网膜类器官的诱导培养体系。该体系构建的视网膜类器官高度模拟视杯发育过程，这是人类第1次人工合成如此复杂的类器官。

2012年，Nakano等^[2]团队进一步建立了人视网膜类器官的诱导体系。Zhong等^[3]改进了拟胚体的形成策略，利用贴附培养的方法提高类视杯的诱导效率。Kuwahara等^[4]使用BMP4替代matrigel，提高了基于SFEBq策略诱导类视杯的效率，并摸索出稳定获得类视网膜睫状缘区的诱导体系；Achberger等^[5]利用微流体芯片在NR类器官旁加入iPSC分化的RPE，以模拟体内NR和RPE的作用，进一步促进了感光细胞的外节分化。

在过去的时间中，科学家们通过不断改进视网膜诱导体系，使所得的视网膜类器官结构更加成熟。

视网膜类器官^[3]

视网膜类器官的应用

视网膜类器官技术目前已广泛应用于视网膜发育、疾病发病机制的研究，以及药物筛选和替代治疗的探索。

结合基因组学、蛋白组学测序，多个研究团队已揭示了在视网膜类器官的分化过程中，其基因表达谱、组蛋白修饰和DNA甲基化图谱与体内胚胎视网膜发育相似，以此阐明视网膜各类细胞的分化轨迹和调控机制^[6]。结合CRISPR等基因编辑技术，视网膜类器官技术已用于研究基因在视网膜发育中作用：Takata等^[7]发现敲除Rspo2和Six3后的小鼠视网膜类器官形态发育异常，揭示了Rspo2和Six3在神经视网膜上皮发育中的作用。研究者们还利用视网膜类器官诱导体系，构建了视网膜疾病模型以探究发病机制：Li等^[8]将RPE65突变的iPSC诱导为视网膜类器官，构建了Leber先天性黑朦的疾病模型。

视网膜类器官^[7]

类器官技术为眼发育提供了新的工具，更为研究遗传性眼病、实现个体化治疗提供可能性。尽管眼类器官研究领域已取得长足进展，但所得产物与真实的组织/器官仍存在较大的差异,因此，类器官研究仍需持续探索。

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参考文献

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[1] Eiraku M, Takata N,et al. Self-organizing optic-cup morphogenesis in three-dimensional culture. Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51-6. doi: 10.1038/nature09941.

[2] Nakano T, Ando S,et al. Self-formation of optic cups and storable stratified neural retina from human ESCs. Cell Stem Cell. 2012 Jun 14;10(6):771-785. doi: 10.1016/j.stem.2012.05.009.

[3] Zhong X, Gutierrez C,et al. Generation of three-dimensional retinal tissue with functional photoreceptors from human iPSCs. Nat Commun. 2014 Jun 10;5:4047. doi: 10.1038/ncomms5047.

[4] Kuwahara A, Ozone C,et al. Generation of a ciliary margin-like stem cell niche from self-organizing human retinal tissue. Nat Commun. 2015 Feb 19;6:6286. doi: 10.1038/ncomms7286.

[5] Achberger K, Probst C,et al. Merging organoid and organ-on-a-chip technology to generate complex multi-layer tissue models in a human retina-on-a-chip platform. Elife. 2019 Aug 27;8:e46188. doi: 10.7554/eLife.46188.

[6] Völkner M, Zschätzsch M, Rostovskaya M, Overall RW, Busskamp V, Anastassiadis K, Karl MO. Retinal Organoids from Pluripotent Stem Cells Efficiently Recapitulate Retinogenesis. Stem Cell Reports. 2016 Apr 12;6(4):525-538. doi: 10.1016/j.stemcr.2016.03.001. Epub 2016 Mar 31. PMID: 27050948; PMCID: PMC4834051.

[7] Takata N, Abbey D,et al. An Eye Organoid Approach Identifies Six3 Suppression of R-spondin 2 as a Critical Step in Mouse Neuroretina Differentiation. Cell Rep. 2017 Nov 7;21(6):1534-1549. doi: 10.1016/j.celrep.2017.10.041.

[8] Li G, Gao G,et al. Generation and Characterization of Induced Pluripotent Stem Cells and Retinal Organoids From a Leber's Congenital Amaurosis Patient With Novel RPE65 Mutations. Front Mol Neurosci. 2019 Sep 11;12:212. doi: 10.3389/fnmol.2019.00212.

公司简介

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一米生物创立于2017年，是一家核心发展基因细胞治疗(GCT)、干细胞转化医学、类器官和分子诊断等技术，以及开发生物样本采集与保存的国家级高新技术企业。公司目前总面积1万多平，建有GMP净化车间，并通过了南德TÜV以及ISO13485质量体系认证。一米生物系领因上海的全资子公司。

公司重视人才和关键技术的发展和储备，立足于为客户需求开发产品并将解决方案做到极致的信念。研发生产的众多产品已获得国内医疗器械备案及注册证，欧盟CE认证和美国FDA备案，其中一体式唾液采集器荣获中国和美国发明专利授权。除国内市场外，公司业务已覆盖美国、英国、澳大利亚、日本、韩国等海外市场，面向全球范围提供产品与服务。

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