該技術(shù)為研究老年性黃斑變性及其他眼病的發(fā)生機制提供了模型

 
科學(xué)家們利用患者干細胞和3D生物打印技術(shù)制造出了眼組織，這將促進對致盲疾病機制的理解。來自美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)下屬國家眼科研究所(NEI)的研究小組打印了一種細胞組合，這種細胞組合形成了外部血液-視網(wǎng)膜屏障-眼部組織，支持視網(wǎng)膜的感光感光器。該技術(shù)為研究退行性視網(wǎng)膜疾病如老年性黃斑變性(AMD)提供了理論上無限的患者來源組織。

NEI眼科和干細胞轉(zhuǎn)化研究部門負責人Kapil Bharti博士說:“我們知道AMD始于血液-視網(wǎng)膜的外層屏障?！薄叭欢?，由于缺乏生理相關(guān)的人體模型，AMD開始和發(fā)展到高級干濕階段的機制仍然知之甚少。”
 
外層的血-視網(wǎng)膜屏障由視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)組成，由Bruch膜與血管豐富的絨毛膜隔開。Bruch膜調(diào)節(jié)絨毛膜和RPE之間的營養(yǎng)物質(zhì)和廢物的交換。在AMD中，稱為drusen的脂蛋白沉積物在布魯赫膜外形成，阻礙其功能。隨著時間的推移，RPE分解導(dǎo)致光感受器退化和視力喪失。

Bharti和同事將三種未成熟的脈絡(luò)膜細胞類型組合在水凝膠中:周細胞和內(nèi)皮細胞，它們是毛細血管的關(guān)鍵成分;還有纖維母細胞，它賦予組織結(jié)構(gòu)。然后，科學(xué)家們將凝膠打印在可生物降解的支架上。幾天之內(nèi)，細胞開始成熟，形成一個致密的毛細血管網(wǎng)絡(luò)。

第九天，科學(xué)家們在支架的反面植入視網(wǎng)膜色素上皮細胞。打印組織在第42天完全成熟。組織分析、遺傳和功能測試表明，打印的組織外觀和行為類似于天然的血視網(wǎng)膜外屏障。在誘導(dǎo)應(yīng)激下，打印組織表現(xiàn)出早期AMD的模式，如RPE下的drusen沉積，并發(fā)展到晚期干燥期AMD，此時觀察到組織退化。低氧誘導(dǎo)濕性amd樣外觀，脈絡(luò)膜血管增生并遷移至亞rpe區(qū)。用于治療AMD的抗vegf藥物抑制了血管的過度生長和遷移，并恢復(fù)了組織形態(tài)。

Article Title

Bioprinted 3D outer retina barrier uncovers RPE-dependent choroidal phenotype in advanced macular degeneration