小胶质细胞是视网膜中独特的常驻免疫细胞,在各种视网膜退行性疾病中起着至关重要的作用。生成视网膜类器官与小胶质细胞的共培养模型有助于更好地了解视网膜疾病的发病机制和发展进展。
由于人类视网膜的可及性有限,视网膜类器官 (ROs) 是研究人类视网膜疾病的最佳模型,它可以揭示视网膜发育的机制和视网膜疾病的发生。小胶质细胞 (MG) 是视网膜和中枢神经系统 (CNS) 中独特的常驻巨噬细胞,发挥着关键的免疫功能。然而,视网膜类器官缺乏小胶质细胞,因为它们的分化起点是卵黄囊。这些视网膜疾病中小胶质细胞的具体发病机制尚不清楚;因此,建立小胶质细胞掺入的视网膜类器官模型是必要的。在这里,我们成功地构建了视网膜类器官与来自人类干细胞的小胶质细胞的共培养模型。在本文中,我们区分了小胶质细胞,然后在早期共培养为视网膜类器官。作为免疫细胞的结合,该模型为视网膜疾病建模和药物筛选提供了一个优化的平台,以促进对视网膜和 CNS 相关疾病的发病机制和治疗的深入研究。
作为人类视网膜的有限来源,人类干细胞分化为三维 (3D) 视网膜类器官代表了一种很有前途的模拟视网膜1 的体外模型。它在视网膜中包含不同的细胞类型,包括光感受器、视网膜神经节细胞、双极细胞、Müller 细胞、水平细胞和星形胶质细胞2。该模型能够模拟和研究视网膜发育机制和视网膜疾病的发病机制。然而,由于定向分化方法,视网膜类器官来源于神经外胚层3,缺乏许多其他源自不同胚层的细胞类型,例如来自卵黄囊的小胶质细胞和来自中胚层的血管周围细胞 4,5,6。
目前,许多视网膜疾病,如视网膜色素变性7、青光眼8 和视网膜母细胞瘤9,已被证明与视网膜内的小胶质细胞密切相关。然而,由于缺乏适当的研究模型,说明小胶质细胞与这些疾病之间关系的具体机制仍不清楚。虽然小鼠是研究视网膜疾病的有利模型,但最近的研究强调了小鼠和人类小胶质细胞在寿命、增殖速率和人类同源基因缺失方面的显著差异10,11。这些发现表明,从小鼠模型中得出的结论可能并不完全可靠,这强调了构建包含小胶质细胞的人类视网膜类器官的重要性。
在过去的几十年里,已经开发了各种视网膜类器官 3D 分化的方法12,13。为了促进视网膜类器官内小胶质细胞的共培养操作,我们选择了一种涉及从贴壁培养过渡到悬浮培养的分化方法。这种方法成功地使小胶质细胞能够掺入视网膜类器官中,使它们维持至少 60 天14。
由于人类视网膜的可用性有限,我们目前对视网膜炎症反应的理解几乎来自动物模型。为了克服这一限制,对视网膜类器官进行了分化。视网膜类器官模型的开发一直是一个活跃的研究领域,旨在概括人类视网膜的复杂性,用于疾病建模和治疗开发。几项研究报道了从人类多能干细胞中成功生成视网膜类器官 1,2,12,13。…
The authors have nothing to disclose.
这项研究得到了中国国家自然科学基金 (82101145) 和北京自然科学基金 (Z200014) 的支持。
Acctuase | Stemcell Technologies | 07920 | |
Advanced DMEM/F12 | Thermo | 12634-010 | |
Anti-CRX(M02) | abnova | H00001406-M02 | Antibody; dilution as per the manufacturer's instructions |
Anti-IBA1 | Abcam | ab5076 | Antibody; dilution as per the manufacturer's instructions |
B27 | Life Technologies | 17105-041 | |
Dispase (1U/mL) | Stemcell Technologies | 07923 | |
DMEM basic | Gibco | 10566-016 | |
DMEM/F12 | Gibco | 10565-042 | |
DPBS | Gibco | C141905005BT | |
EDTA | Thermo | 15575020 | |
F12 | Gibco | 11765-054 | |
FBS | Biological Industry | 04-002-1A | |
Gelatin | Sigma | G7041-100G | Solid |
Glutamax | Gibco | 35050-061 | |
H9 cell line | WiCell Research Institute | ||
IL-3 | RD Systems | 203-IL-050 | |
IL-34 | PeproTech | 200-34-50UG | |
KSR | Gibco | 10828028 | |
Matrix | Corning | 356231 | |
M-CSF | RD Systems | 216-MC-500 | |
MEM Non-essential Amino Acid Solution | Sigma | M7145 | |
N2 | Life Technologies | 17502-048 | |
Neurobasal | Gibco | 21103-049 | |
Pen/strep | Gibco | 15140-122 | |
Stem cell medium | Stemcell Technologies | 5990 | |
Taurine | Sigma | T-8691-25G | |
X-ViVO | LONZA | 04-418Q | |
Y27632 | Selleck | S1049 | |
β-mercaptoethanol | Life Technologies | 21985-023 |