酶解内界膜增强移植视网膜神经节细胞的存活

Enzymatic Disruption of the Internal Limiting Membrane Enhances Transplanted Retinal Ganglion Cell Survival

作者信息Dimitrios Stavropoulos, Chia-Chun Liu, Chi-Yu Chen, Laman Mirzaliyeva, Mishal Rao, Shining Wang, Chengcheng Zhao, Ya-Ling Lin, Niki Talebian, Boris Rosin, Jung Lo, Shaohua Pi, Thomas V Johnson, José-Alain Sahel, Kun-Che Chang
PMID41603557
发布时间2026-01-05
DOI10.1167/iovs.67.1.57

实验完整度

研究包含体内小鼠模型、体外人类胚胎干细胞来源视网膜类器官分化、移植后细胞存活验证,并通过免疫组化、电生理、OCT等多层次功能性验证。

主要模型

8至10周龄C57BL/6J小鼠体内模型 人类胚胎干细胞系Brn3b-tdTomato-Thy1.2来源的视网膜类器官 移植后的视网膜类器官来源RGC

重点核对

纤溶酶剂量为2.3 µg或4.6 µg 玻璃体腔注射途径 ILM破坏通过层粘连蛋白免疫染色验证 RGC功能通过pERG评估 移植细胞存活通过tdTomato荧光计数

摘要

目的:在哺乳动物中,视网膜神经节细胞(RGCs)在损伤后缺乏再生能力,RGC移植是细胞替代疗法的潜在途径。然而,视网膜中的内界膜(ILM)是供体细胞整合的重要屏障,凸显了破坏它的策略的必要性。我们假设纤溶酶可以酶解ILM,从而增强移植供体RGC的存活。方法:在体内,对8至10周龄小鼠玻璃体腔注射磷酸盐缓冲液(PBS)或纤溶酶(2.3或4.6µg)。进行免疫组织学以验证ILM的破坏并评估小胶质细胞反应性和RGC存活。苏木精和伊红(H&E)染色用于评估玻璃体中的免疫细胞浸润,电生理用于评估视网膜功能,光学相干断层扫描用于评估视网膜结构。供体RGC通过将人胚胎干细胞分化为视网膜类器官(ROs)获得。在纤溶酶处理后2周,将RO来源的RGC移植到纤溶酶处理的眼睛中。使用tdTomato荧光鉴定移植的RGC。结果:我们的研究确定了纤溶酶的最佳剂量(2.3 µg),该剂量可有效破坏ILM,而不会触发小胶质细胞反应性或玻璃体中的免疫浸润。此外,纤溶酶处理后RGC数量和RGC功能均未受影响,而在纤溶酶处理的视网膜中观察到移植细胞的存活率提高。结论:我们的发现为纤溶酶介导的ILM破坏提供了转化性见解,证明最佳剂量可以有效降解小鼠ILM而不损害RGC完整性,为增强移植细胞的存活提供了一种有前景的策略。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
纤溶酶能否通过酶解内界膜增强移植的视网膜神经节细胞的存活,且不损害宿主RGC的完整性和功能?
核心机制
纤溶酶通过酶解ILM的主要成分层粘连蛋白和纤连蛋白,破坏ILM结构,降低其屏障作用,促进移植RGC在宿主视网膜中的存活。
主要证据
免疫组化显示2.3µg纤溶酶可破坏ILM,且不引起小胶质细胞增生或RGC数量减少;pERG显示2.3µg剂量不影响RGC功能;移植后1周tdTomato阳性细胞数在纤溶酶组增多,表明供体细胞存活增加。
研究意义
研究为纤溶酶介导的ILM破坏提供了转化性见解,提示该策略有望提高移植细胞存活,推进细胞替代疗法治疗RGC相关疾病。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立小鼠模型及纤溶酶处理

评估不同剂量纤溶酶对ILM的破坏作用及对视网膜免疫和RGC的影响。

8至10周龄C57BL/6J小鼠玻璃体腔注射PBS或纤溶酶(2.3或4.6µg),2周后进行组织学和功能学检测。

2

评估ILM破坏及RGC存活

验证纤溶酶是否有效破坏ILM并评估对RGC数量和功能的影响。

通过层粘连蛋白免疫染色验证ILM破坏,通过Brn3a染色计数RGC,通过pERG评估RGC功能。

3

分化人视网膜类器官并获取供体RGC

获得用于移植的人RGC供体细胞。

培养Brn3b-tdTomato-Thy1.2人胚胎干细胞,分化至第60天视网膜类器官,通过tdTomato荧光确认RGC存在。

4

移植供体RGC并评估存活

评估在ILM破坏后移植细胞的存活情况。

将分化的第60天视网膜类器官解离,以20,000细胞/2µL玻璃体腔注射到PBS或2.3µg纤溶酶预处理2周的小鼠眼中,移植后1周和1个月通过tdTomato荧光计数评估细胞存活。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证分子表达变化
验证体内效果

产品清单

实验环节名称品牌货号
OCT包埋剂Fisher Scientific23-730-571
Triton X-100Sigma AldrichX100
正常山羊血清Invitrogen10000C
抗Brn3a抗体Millipore SigmaMAB1585
抗层粘连蛋白抗体Thermo ScientificPA1-16730
抗Iba1抗体Fujifilm019-19741
DAPISigma AldrichD9542
Alexa Fluor 488山羊抗小鼠二抗Invitrogen#A32723
Alexa Fluor 555山羊抗兔二抗Invitrogen#A32732
Alexa Fluor 488山羊抗兔二抗Invitrogen#A-11034
Davidson(Hartmann)固定液Electron Microscopy Sciences64133-10
ProLong Gold防淬灭封片剂Life Technologies--
StemFlex培养基Gibco#A3349401
胰蛋白酶-EDTAGibco25-300-120
N2补充剂Gibco17502-048
MEM非必需氨基酸溶液Gibco11140050
肝素Stemcell Technologies07980
抗生素-抗真菌剂Gibco15240062
DMEM/F12培养基Gibco11-330-032
Matrigel基质胶CorningCLS354277
DMEM培养基Gibco11885084
B-27补充剂(不含维生素A)Gibco12587010
胎牛血清Gibco10437028
GlutaMax补充剂Gibco35050061
牛磺酸SigmaT-0625
视黄酸Sigma AldrichR2625
Accumax溶液Sigma AldrichA7089
ROCK抑制剂(Y-27632)Sigma AldrichY-27632
转铁蛋白Sigma AldrichT-1147
牛血清白蛋白Sigma AldrichA-4161
孕酮Sigma AldrichP8783
青霉素-链霉素Gibco15140122
胰岛素Sigma AldrichI6634
三碘甲状腺原氨酸Sigma AldrichT6397
L-谷氨酰胺GibcoA2916801
B27补充剂Gibco17-504-044
N-乙酰-L-半胱氨酸Sigma AldrichA8199
Neurobasal培养基Gibco21103049
脑源性神经营养因子PeproTech450-02
睫状神经营养因子PeproTech450-13
毛喉素Sigma Aldrich6866
成纤维细胞生长因子PeproTech100-18B
丙美卡因SandozPO-6543
Genteal人工泪液AlconNDC 0065-0426-36
纤溶酶EMD Millipore527621-10U
脂多糖Sigma AldrichL2630
GenTeal强效润滑眼用凝胶AlconNDC 0078-0429-47
Celeris系统Diagnosys--
Espion软件Diagnosys--
Olympus IX83倒置显微镜Olympus Life Science--
Leica DMi8自动化倒置显微镜Leica Microsystems--
Olympus IX83共聚焦倒置显微镜Olympus Life Science--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
小鼠模型建立
小鼠品系、周龄、性别、纤溶酶剂量、给药途径
阅读提示:Methods: Donor Cell Transplantation 和 Results: Figure 1
ILM破坏与RGC存活评估
免疫染色抗体、层粘连蛋白覆盖率量化方法、Brn3a阳性细胞计数区域
阅读提示:Methods: Cryosection Immunostaining 和 Results: Figure 2
RGC功能评估
pERG刺激参数、记录时间点、ffERG波形分析、OCT扫描参数
阅读提示:Methods: Electroretinography 和 Optical Coherence Tomography, Results: Figure 3
视网膜类器官分化
细胞系、分化培养基组成、分化时间、化合物添加时间与浓度
阅读提示:Methods: Human Retinal Organoid Differentiation
移植实验
供体细胞解离方法、移植细胞数、移植时间点、评估时间点、宿主免疫抑制情况
阅读提示:Methods: Donor Cell Transplantation 和 Results: Figure 4