醫學

幹細胞重建視力

治療受損視網膜的細胞移植技術

撰文/史奈德(Alison Snyder)
翻譯/涂可欣

醫學

幹細胞重建視力

治療受損視網膜的細胞移植技術

撰文/史奈德(Alison Snyder)
翻譯/涂可欣

視網膜是目前幹細胞療法的目標之一。在這張視網膜縱向切片中,可看到視神經細胞(淡紅色),以及含有感光受體的桿細胞(白色)和錐細胞(黃色)。

人類視網膜內含有數百萬個感光細胞,負責將收集的光信號傳送到腦部。當這些收集光的細胞死亡時,也一併帶走了視覺。醫學研究人員希望能幫助盲人恢復視力,他們將焦點放在幹細胞上。最新實驗顯示,幹細胞確實可取代因黃斑退化(macular degeneration)而損壞的感光細胞。


黃斑退化是最常造成失明的原因,美國65歲以上的老年人口中,有10%為此疾所苦。它最先侵襲的是一處稱為視網膜色素上皮層(retinal pigment epithelium, RPE)的保護性內襯,這片組織負責將養份輸送給感光細胞,對其生存至為重要。移植新的RPE將可挽救垂死的感光細胞,然而這種做法在實行上卻面臨困難,因為必須要有非常大量的組織,才足以醫治美國數百萬名出現早期黃斑退化症狀的病患。


美國麻州烏斯特的先進細胞科技公司(Advanced Cell Technology)目前已有一套生產更多RPE細胞的方法。他們在2004年誘導胚胎幹細胞轉變為可移植的RPE組織。在後續實驗中,他們將轉變的細胞注射到因RPE細胞帶有遺傳缺陷導致感光細胞死亡的大鼠眼中。研究人員在2006年9月《選植與幹細胞》上發表報告,在注射的數週後眼疾通常應該發作時,接受治療的大鼠追蹤旋轉圓筒上直線的表現,較沒有接受治療的大鼠好一倍,不過牠們的視力雖有改善,卻仍遠遜於正常視力。


如果要治療較後期的黃斑退化症或其他感光細胞疾病,則仍需要修復感光細胞。2006年11月英國倫敦大學學院和其他研究機構的科學家宣佈,他們已從小鼠視網膜中取出位於各分化階段的細胞,並成功將它們移植到失明小鼠的眼睛內。他們發現,來自健康新生鼠的未成熟感光細胞,會遷移到視網膜上正確的位置,並繼續發育為成熟的感光細胞,但胚胎細胞或成鼠細胞則無此能力。接受了移植細胞的瞳孔對光的感應,也較未接受移植的瞳孔來得敏銳。


美國華盛頓大學專門研究視網膜發育的瑞伊(Thomas Reh)認為,這些發現顯示,要修復感光細胞,移植細胞的發育階段必須要比幹細胞成熟。然而如果將小鼠研究結果換到人類身上,則將需要摘取胎兒的視網膜做為移植細胞,因此同樣面臨了未成熟細胞來源的困境。成體幹細胞和角膜幹細胞是另外兩個用來培育未成熟感光細胞的可能來源。


瑞伊的實驗室已能誘導人類胚胎幹細胞轉變為視網膜幹細胞,而其中有6%的細胞最後會形成感光細胞。聽起來產量雖少,但加州拉荷雅伯恩罕醫學研究所的幹細胞研究者史奈德(Evan Snyder)認為,我們不該因此氣餒,只要能找到讓那6%的細胞分化為感光細胞的原因,科學家或許即可大量製造可移植細胞,以及如何從混合細胞族群中篩選出合適細胞的辦法;就像密西根大學安娜堡分校的眼科研究員史瓦魯普(Anand Swaroop),利用細胞表面的蛋白質來鑑定和汰除感光細胞。


在保有細胞來源並且克服移植幹細胞相關的安全議題後,研究人員還得面對或許是最艱鉅的挑戰:證實移植的感光細胞能與其他神經元建立聯繫,並且最後能連接上視神經,每個感光細胞都需要建立數百個重要的連結。史奈德說:「你有正確的細胞型態,並不代表你就有適當的信號通路。」移植視網膜未成熟感光細胞的小鼠實驗顯示,這些細胞具有活性,但史瓦魯普提醒,我們還需要以行為測試來確定感光細胞是否已修復,因為只有部份連結也可以讓小鼠瞳孔產生活動,但真正視力的改善取決於動物能夠對顏色和其他視覺提示的反應能力。畢竟,眼見為憑。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2007年第62期4月號】