眼睛是心靈的窗戶，而視網膜作為眼球的重要組成部分，不僅是營養光感受器細胞，而且還具有再生和修複的功能。它像一個感光元件專門用于攝影成像，看東西的時候，物體的影像會通過折射系統，最終落到視網膜上（圖1）。如果視網膜損傷或退化可能導緻終生視力障礙。
圖1 視網膜成像原理示意圖（圖源：百度圖檔）
視網膜作為中樞神經系統的一部分，主要由色素上皮細胞、視細胞、雙極細胞、節細胞、水準細胞、無長突細胞、網間細胞和Müller細胞（MG）等組成。
在哺乳動物中視網膜的再生能力很差，而在一些冷血脊椎動物如蝾螈和魚類中可有效地再生。在這些脊椎動物中，MG具有通過表達有絲分裂晚期視網膜幹細胞共有的基因再生視網膜的能力，并進入細胞周期以應對外部損傷。該研究成果以“Müller glia fused with adult stem cells undergo neural differentiation in human retinal models”為題，發表于The Lancet子刊eBio Medicine上，最終确定了在哺乳動物中的MG保留了固有的幹細胞特征。換言之，視網膜可以通過人為方式進行再生，該項研究有望成為治療人類視網膜損傷的潛在再生療法，為視力受損的患者提供新的治療政策（圖2）。
圖2 研究成果（圖源：eBio Medicine）
研究團隊首先使用人類視網膜的器官培養物和解離細胞的制備物來檢驗人類MG和成體幹細胞之間的細胞融合，産生雜交細胞（圖3）。原本細胞融合在人類中并不常見，但過去在肝髒、大腦和胃腸道中都曾發現過這種現象，而現在，他們發現細胞融合也發生在人類視網膜中。
圖3 人類MG和成體幹細胞之間的細胞融合（圖源：eBio Medicine）
接下來，研究人員利用專門建立的顯微注射系統，将雜交細胞注射到視網膜類器官。最終發現，混合後的“融合細胞”可以成功地移植到組織中，并分化成與神經節細胞非常相似的細胞（神經節細胞是一種對視覺至關重要的神經元），這證明了融合細胞的再生潛力，并且有望成為一種有潛力的幹細胞介導人類視網膜的再生療法（圖4）。
圖4 視網膜類器官的橫截面上不同類型神經元的位置（圖源：eBio Medicine）
注：紅色（神經節）；綠色（Müller神經膠質）
研究團隊總結說，這一結果表明将人類視網膜細胞與成體幹細胞融合可能是治療視網膜損傷和視力障礙的潛在治療政策。
幹細胞正在改變人類“再生規則”
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中國科學家誘導出人類全能幹細胞
從上述研究不難看出，幹細胞是一類具有自我複制能力的多潛能細胞，可以分化成多種功能細胞。幹細胞作為“種子”細胞，分化獲得的功能細胞可參與細胞替代群組織再生。幹細胞研究作為近年來醫學前沿重點發展領域，展現出了良好發展前景，給某些疑難疾病的有效治療帶來了希望。
中國科學院和深圳華大生命科學研究院等多家機構的研究者，通過體細胞誘導培養出了類似受精卵發育狀态3天的人類全能幹細胞。相關研究成果于今年3月22日淩晨在國際知名學術期刊Nature上發表（圖5）。相比過去的多能幹細胞，這種細胞可以分化為胎盤組織，并可能發育為更成熟的各類身體組織。這是目前全球在體外培養的“最年輕”的人類細胞，是繼科學家成功誘導出人類多能幹細胞後，再生醫學領域的又一颠覆性突破。
圖5 研究成果（圖源：Nature）
本研究中，研究團隊還将誘導得到的全能幹細胞分類并注射到小鼠體内進行進一步的發育，然後使用華大的單細胞測序技術進行大規模細胞圖譜分析。最終，研究人員确定了實驗得到的全能幹細胞與人類8細胞期胚胎細胞高度相似，證明了該細胞的全能性。這為未來使用患者本人細胞進行器官培養，并用于自身器官移植和替換，提供了科學依據。
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南華生物發力幹細胞再生醫學領域
除了研究層面的突破以外，2021年，南華生物全資子公司湖南博愛康民幹細胞組織工程有限責任公司與長沙市婦幼保健院、湖南師範大學三方簽訂協定共建“幹細胞再生醫學與生殖健康”産學研合作示範基地，使研究與産業化齊頭并進，更好地深入對幹細胞再生技術的探索。
目前，南華生物的科研轉化平台已經形成了四足鼎立的發展态勢。除了“幹細胞再生醫學與生殖健康”産學研合作示範基地之外，還擁有國家幹細胞轉化資源庫湖南臨床研究中心、動物多肽藥物創制國家地方聯合工程實驗室及湖南省南華生物醫藥研究所，為國家幹細胞再生醫學技術創新注入新動力。
關注眼底健康，AI技術煥發光彩
幹細胞再生技術為眼科疾病帶來了新的治療方法和思路，而目前對于眼科疾病的診斷，人工智能（Artificial Intelligence，AI）則發揮了重要作用。
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鷹瞳科技——“AI醫療第一股”
鷹瞳科技着眼于視網膜疾病診斷市場，率先取得中國首張眼底人工智能輔助診斷三類醫療器械證，使得鷹瞳科技處于市場上司者地位。鷹瞳科技打造的AirdoAIFUNDUS系列産品可應用于高血壓視網膜病變、視網膜靜脈阻塞、黃斑變性、病理性近視和視網膜脫落等檢測項目（表1）。
表1 鷹瞳科技産品研究現狀
表格來源：[5]
目前，鷹瞳科技正在研發包含妊娠期糖尿病視網膜病變、妊娠期高血壓視網膜病變、顱内高壓相關的乳頭水中視網膜病變等5款SaMD産品，這些獨立産品将進一步拓寬公司疾病檢測種類，并服務于健康診斷和風險評估平台。
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基于視網膜AI評估的藍皮書
2020年8月，愛康集團聯合國家科技資訊資源綜合利用與公共服務中心眼科大資料聯合實驗室以及Airdoc釋出了基于視網膜人工智能評估的《百萬體檢人群健康藍皮書》。
人工智能在醫療領域的應用越來越成熟，魏文斌在演講中向大家分享：“眼健康在中國是一個非常嚴峻的問題，随着人口的老齡化，和眼病慢病的年輕化，眼健康越來越重要。眼健康也是全身健康的重要一部分，高血壓、糖尿病等都與眼健康息息相關，通過眼睛可以看全身的健康，看心腦血管的危險程度。有了人工智能和資訊學的應用，早期篩查、早期幹預和長期監管才能真正落實，才能針對不同人群做到個性化和精準化的健康管理。”
報告中顯示，40歲及以上人群需要更加注意眼底健康，其中視網膜血管異常、視網膜動脈硬化、黃斑布異常等異常檢出率都出現了跳躍式增長。除此之外，三高一胖人群也更需關注眼底健康。
借助深度學習的人工智能技術，通過視網膜圖像評估人群的心血管疾病風險，用人工智能驅動傳統體檢模式變革，真正意義上實作了基于視網膜人工智能評估的百萬體檢人群的健康狀況評估。
綜上，該項研究證明了人類MG細胞細胞和成體幹細胞之間的融合可能是一種有開發潛力的幹細胞介導人類視網膜再生的療法，并可用于治療視力障礙性疾病，這一新的發現也表明了人類MG神經膠質細胞可以“逆轉命運”重新具有再生活性。
視網膜作為全身唯一一個能夠直接觀測血管和神經的組織，不僅能夠觀測眼底疾病，還能直接觀測全身性的血管疾病、全身性神經疾病以及其他疾病。視網膜再生技術的發展無疑給許多患有眼底疾病的患者帶來了福音。期待這項研究技術能取得突破性進展以造福衆多患者。
題圖來源：Nature，僅用于學術交流。
撰文|郭海君
排版|文競擇
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參考資料：
[1]Bonilla-Pons S , Nakagawa S, Bahima EG, et al. Müller glia fused with adult stem cells undergo neural differentiation in human retinal models. EBioMedicine. 2022 Mar;77:103914. doi: 10.1016/j.ebiom.2022.103914. Epub 2022Mar 9. PMID: 35278743; PMCID: PMC8917309.
[2]科學家用一種新造的細胞，“喚醒”人類視網膜的再生能力
https://new.qq.com/omn/20220327/20220327A01EFP00.html
[3]再生醫學突破 中國科學家誘導出人類全能幹細胞
https://finance.eastmoney.com/a/202203232320255421.html
[4]南華生物與長沙市婦幼、湖南師大建立産學研合作發力幹細胞再生醫學領域https://finance.eastmoney.com/a/202203092302354363.html
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