
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。

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。

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。
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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。



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》