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这项研究可以让青光眼或多发性硬化失明患者进行细胞移植。 约翰霍普金斯大学的研究人员开发出一种方法，可以有效地将人类干细胞转化为视网膜神经节细胞。这种神经细胞位于视网膜内，可以将视觉信号从眼睛传递到大脑。青光眼和多发性硬化会使患者的视网膜神经节细胞死亡或产生功能障碍，导致视力下降。 约翰霍普金斯大学医学院眼科教授、医学博士、该研究的负责人Donald Zack表示：“我们的工作不仅可以让人们更好地理解视神经生物学，还可以建立一个基于细胞的人体模型，可以用来发现阻止或治疗致盲条件的药物，并最终带来细胞移植疗法的发展，帮助青光眼和多发性硬化患者重见光明。” 该实验室操作过程发表在《科学报告》杂志上，需要对一系列人类胚胎干细胞进行基因改造，使其在分化为视网膜神经节细胞时带有荧光，然后用这个细胞系来开发新的分化方法并对产生的细胞进行表征。 研究者使用名为CRISPR-Cas9的基因组编辑实验室工具在干细胞的DNA中插入荧光蛋白基因。这种红色的荧光蛋白只有在另外一种名为BRN3B (POU4F2)的基因表达时才会进行表达。BRN3B会在成熟的视网膜神经节细胞中表达，因此一旦干细胞分化成视网膜神经节细胞，就会在显微镜下呈现红色。 接下来，他们使用荧光激活细胞筛选技术，将新分化的视网膜神经节细胞从细胞混合物中分离出来，形成高度纯化的细胞群进行研究。Zack说：这些细胞会表现出与自然产生的视网膜神经节细胞相同的生物学和物理特性。 研究人员还发现，在该操作过程的第一天加入一种叫做佛司可林（forskolin）的天然植物化学物质有助于提高细胞分化为视网膜神经节细胞的效率。研究人员警告说，佛司可林被广泛用作减肥和增肌的补充剂，并被吹捧为能够治疗多种疾病的草药，但它在预防失明和其它疾病方面的安全性和有效性并未经过科学证实。 前约翰霍普金斯大学生物化学、细胞和分子生物学学生，现诺华制药公司博士后、第一作者Valentin Sluch表示：“培养第30天，显微镜下可见明显的荧光细胞簇。”Sluch在约翰霍普金斯大学完成了这项实验，之后才进入诺华制药公司。 Sluch说：“实验最开始有结果的时候我非常兴奋，我从显微镜旁边跳了起来，跑去找一位同事。好像我们立马就可以分离细胞并在纯培养中进行研究，这在以前是不可能的。” Zack补充到：“我们认为这仅仅是个开始。”在使用CRISPR进行的后续研究中，他的实验室正在寻找其他对神经节细胞存活和功能有重要意义的基因。“我们希望这些细胞最终能够用于治疗青光眼和其他视神经疾病。” 为了使用这些细胞开发治疗多发性硬化的新疗法，Zack正在与约翰霍普金斯多发性硬化症中心主任、神经学教授、医学博士Peter Calabresi合作。 这项工作是通过Wilmer Eye Institute的青光眼杰出中心和干细胞眼科再生医学中心完成的，扎克是该中心的联合主任。 这项研究的共同作者是约翰霍普金斯大学的Chung-ha Davis、Vinod Ranganathan、Kellin Krick、Russ Martin、Cynthia Berlinicke、Nicholas Marsh-Armstrong和Hai-quan Mao,以及国家神经疾病和中风研究所的Jeffrey Diamond和Justin Kerr。
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