Review | Published: 12 December 2024
视网膜变性疾病是一类致盲性顽症，伴随着视网膜神经元的严重丢失。将视网膜内源性神经胶质细胞，即Müller细胞（Müller glia cells, MG细胞），进行重编程以再生视网膜神经元，是治疗这类疾病的一种极具吸引力的策略，具有显著的临床应用价值和理论意义。在低等生物如斑马鱼中，当视网膜受损后，MG细胞能够去分化、增殖并转分化为视网膜神经元，从而修复受损的视网膜。然而，在哺乳动物中，当视网膜受损后，MG细胞失去再生能力，反而会胶质化，形成胶质瘢痕，填充受损部位。
近十年来，研究人员以小鼠作为模型，成功开发出了一系列MG细胞原位重编程的方法。然而，这一领域的部分研究结果存在较大争议。如何提高小鼠MG细胞重编程的有效性和可靠性，是该领域亟待解决的关键问题。
近日，陆军军医大学徐海伟课题组在Cell Regeneration发表了题为“Recent progress of principal techniques used in the study of Müller glia reprogramming in mice”的综述文章，全面总结了目前小鼠MG细胞重编程的关键技术和策略，包括在重编程各阶段常用的技术方法及其优、劣势，MG细胞重编程在技术层面面临的问题和挑战，以及未来小鼠MG细胞重编程技术的新方向。
借助腺相关病毒（AAV）和谱系示踪等技术，在小鼠MG细胞中过表达视网膜神经元发育的关键转录因子，如Ascl1、Crx、Nrl和Otx2等，或敲除NFI和Ptbp1等基因，可以实现MG细胞向感光细胞、中间神经元或神经节细胞的重编程。然而，部分重编程策略的效率较低，可靠性仍有待验证，尤其是AAV介导的MG细胞基因编辑，其可靠性备受争议。一些研究结果也未能详细展示MG细胞重编程的中间过程及其对视功能的改善情况，使得MG细胞重编程的效果可信度大打折扣。因此，深入分析目前小鼠MG细胞重编程的主流技术，并开发更准确、更有效的MG重编程方法，是该领域的迫切需求。
小鼠MG细胞重编程经历了三个主要阶段阶段，即重编程起始阶段、中间过程和终末阶段。通过靶向（如AAV和Cre-loxp系统）和非靶向（如化学小分子诱导）MG细胞的方式，可激活MG细胞内的重编程过程。重编程过程启动后，需要追踪和确认MG细胞身份转变的过程。除了观测MG细胞的形态和蛋白表达变化之外，利用单细胞转录组测序（scRNA-seq）和ATAC测序技术可以捕捉MG细胞的转录变化动态和染色质重塑情况，从而更全面地展示重编程过程中MG细胞中间态。最后，MG细胞来源的神经元的电活动、视网膜整体的组织电活动以及小鼠视力的改善情况，是判定MG细胞重编程成败的关键。这些功能性评估手段能够提供直接的证据，证明重编程的神经元是否具有正常的生理功能和临床应用潜力。
MG细胞重编程的三个阶段中的常用技术
目前，研究人员已经从不同层面改良了AAV，实现了较好的MG细胞靶向性，并对MG细胞重编程的中间态进行了较为详细的展现。未来，在开发更多的小鼠MG细胞重编程方案、设计更先进的基因编辑技术和基因递送方式、提高重编程过程中MG细胞中间态的可视化程度，并将MG细胞重编程策略应用到灵长类动物模型方面，仍需付出更多努力。
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Cite this article：
Yin, Z., Kang, J., Xu, H. et al. Recent progress of principal techniques used in the study of Müller glia reprogramming in mice. Cell Regen 13, 30 (2024). https://doi.org/10.1186/s13619-024-00211-z
资金项目：
本研究得到了国家重点研发计划（2021YFA1101203）的资助。
通讯作者
徐海伟，中国人民解放军陆军军医大学教授，博士生导师，美国休斯顿大学访问学者。实验室主要进行视觉损伤与再生修复的相关研究：1）基于干细胞的神经退行性疾病细胞治疗及其转化医学；2）Müller细胞的重编程及其机制；3）小胶质细胞在视网膜中的功能；4）干细胞的自组织类器官。
霍姝佳，中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院主治医师、讲师，眼科学博士，英国伦敦大学学院访问学者。主要从事小儿眼病及甲状腺眼病的诊疗及发病机制研究，并在视网膜神经保护和视网膜再生医学方面做出了显著贡献。
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2019年，Cell Regeneration （中文名《细胞再生（英文）》）经过了编辑队伍和期刊方向调整等大动作后，再度出现在学界同仁的视线中。该杂志是中国细胞生物学学会的官方出版物，采取开放获取OA的出版模式，在学会支持下目前不向作者收取发表费用APC；致力于搭建干细胞与再生医学研究的学术交流平台，促进再生医学从基础到临床转化应用。期刊文章目前已被Elsevier Scopus、Embase，PubMed Central，DOAJ，以及ESCI等数据库收录。
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原标题：《【前沿进展】Cell Regen | Müller细胞重编程助力视网膜损伤的再生修复》