NIH使用3D生物打印創(chuàng)建眼部組織用于失明治療

南極熊導(dǎo)讀：近年來，人們對3D打印在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究興趣越來越高，包括對眼睛的研究�？茖W(xué)家們希望能夠在各種細(xì)胞類型和生物材料中制造解剖組織。

△來自干細(xì)胞的3D打印眼組織，可能會在治療退行性眼病方面取得突破

2022年12月25日，南極熊獲悉，美國國立衛(wèi)生研究院下屬國家眼科研究所（NIH）的研究小組成功發(fā)現(xiàn)了一種使用干細(xì)胞和3D打印制造眼組織的技術(shù)，這可能會在治療各種退行性眼病方面取得進(jìn)展。

△在內(nèi)皮-周細(xì)胞-成纖維細(xì)胞混合物的打印行中血管的生長。到第7天，血管填滿行與行之間的空間，形成毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)

他們使用3D打印技術(shù)成功創(chuàng)建了構(gòu)成外血視網(wǎng)膜屏障的細(xì)胞組合，血視網(wǎng)膜屏障是支持視網(wǎng)膜感光光感受器的眼組織。使用該技術(shù)可研究退行性眼病，如年齡相關(guān)性黃斑變性 (AMD)，并使用它來了解如何治療或治愈這些疾病。

NEI眼部和干細(xì)胞轉(zhuǎn)化研究部負(fù)責(zé)人Kapil Bharti博士說：“我們知道AMD始于外層血視網(wǎng)膜屏障。然而，由于缺乏生理相關(guān)的人體模型，人們對AMD的開始和進(jìn)展到晚期干濕階段的機(jī)制仍然知之甚少。”

△外血視網(wǎng)膜屏障是視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜的界面，包括布魯赫膜和脈絡(luò)膜毛細(xì)血管

用于生產(chǎn)眼組織的3D生物打印
Bharti及其同事使用水凝膠混合三種未成熟的脈絡(luò)膜細(xì)胞類型、毛細(xì)血管的重要成分和成纖維細(xì)胞，它們賦予組織形狀，即周細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。然后將凝膠打印在可生物降解的支架上，細(xì)胞在幾天內(nèi)長成致密的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)。

到第九天，科學(xué)家們在支架的另一側(cè)植入了視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞。一個多月后，組織完全成熟。根據(jù)研究人員的研究和測試，打印組織的外觀和行為類似于天然的外層血視網(wǎng)膜屏障。

打印組織顯示早期AMD模式，例如RPE下的玻璃膜疣沉積物，在誘導(dǎo)應(yīng)激下發(fā)展為晚期干性AMD。

Bharti解釋說，他們正在促進(jìn)3D打印細(xì)胞交換正常外層血視網(wǎng)膜屏障所需的細(xì)胞信號。“例如，RPE細(xì)胞的存在會誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞的基因表達(dá)變化，從而導(dǎo)致布魯赫膜的形成。這是多年前就有人提出的，但直到我們的模型才得到證實(shí)�！�

△該研究已發(fā)表在《自然方法》上，題目為“生物打印的3D外視網(wǎng)膜屏障，揭示了晚期黃斑變性中RPE依賴性脈絡(luò)膜表型”（傳送門）

什么是AMD？
根據(jù)美國眼科學(xué)會的說法，患有AMD的人失去了中心視力，因此更難看清細(xì)節(jié)。AMD是一種常見病癥，也是過去50年視力喪失的主要原因。

有兩種類型的AMD：干性和濕性AMD。干性AMD很常見；大約80%的人有這種形式。當(dāng)部分黃斑隨著年齡的增長而變薄，并且稱為玻璃膜疣的微小蛋白質(zhì)團(tuán)塊生長時，就會發(fā)生這種情況。患者逐漸失去中心視力，并且沒有辦法治療這種情況。

另一方面，濕性AMD不太常見但更嚴(yán)重。當(dāng)新的異常血管在視網(wǎng)膜下生長并滲出血液或其它液體，從而在黃斑部留下疤痕時，就會發(fā)生這種情況。許多人直到視力模糊時才意識到自己患有AMD疾病。