(资料图片仅供参考)

美国国立卫生研究院下属国家眼科研究所(NEI)的科学家报告说，他们已经使用患者干细胞和3D生物打印来生产眼部组织，这将促进对致盲性疾病机制的理解。

他们的发现“生物打印的3D外视网膜屏障揭示了晚期黄斑变性中RPE依赖性脉络膜表型”，发表在《自然方法》上。

“年龄相关性黄斑变性(AMD)是失明的主要原因，它始于由视网膜色素上皮(RPE)、布鲁赫膜和脉络膜毛细血管形成的外血视网膜屏障(oBRB)，”研究人员写道。“由于缺乏生理相关的人类oBRB模型，AMD的启动和进展机制仍然知之甚少。为此，我们通过在可生物降解支架的基底面上生物打印内皮细胞、周细胞和成纤维细胞，并在顶部建立RPE单层，设计了一种类似天然的三维(3D)oBRB组织(3D-oBRB)。”

“我们知道AMD始于外层血视网膜屏障，”NEI眼部和干细胞转化研究部负责人KapilBharti博士解释说。“然而，由于缺乏生理相关的人体模型，AMD的启动和进展到晚期干湿阶段的机制仍然知之甚少。”

科学家们在水凝胶中结合了三种未成熟的脉络膜细胞类型：周细胞和内皮细胞，以及成纤维细胞。然后，科学家们将这种凝胶打印在可生物降解的支架上。几天之内，细胞开始发育成致密的毛细血管网络。

第九天，科学家们将视网膜色素上皮细胞植入支架的另一侧。打印的组织在第42天达到完全成熟。组织分析以及遗传和功能测试表明，打印的组织在外观和行为上与天然oBRB相似。

“通过打印细胞，我们正在促进正常oBRB解剖所必需的细胞线索的交换，”Bharti说。“例如，RPE细胞的存在会诱导成纤维细胞中的基因表达发生变化，这有助于形成布鲁赫膜——这是多年前提出的，但直到我们的模型才得到证实。”

Bharti团队解决的技术挑战包括生成合适的可生物降解支架，并通过开发温度敏感的水凝胶实现一致的印刷图案，这种水凝胶在冷时形成明显的行，但在凝胶变暖时溶解。良好的行一致性使量化组织结构的系统更加精确。他们还优化了周细胞、内皮细胞和成纤维细胞的细胞混合比例。

“我们的合作努力已经产生了非常相关的退行性眼病视网膜组织模型，”费雷尔说。“这种组织模型在转化应用中具有许多潜在用途，包括治疗学开发。”

Bharti和合作者正在使用印刷的血视网膜屏障模型来研究AMD，他们正在试验在印刷过程中添加其他细胞类型，例如免疫细胞，以更好地再现天然组织。