視網(wǎng)膜是由大腦向外延伸的視覺(jué)神經(jīng)未梢組織。其功能是接受外界的光線刺激，通過(guò)光化學(xué)作用，將它轉(zhuǎn)換為生理刺激傳到中樞產(chǎn)生視覺(jué)。任何視網(wǎng)膜疾病，均能引起視功能減退，其受害程度因病變輕重和累及部位而不同。常見(jiàn)的視網(wǎng)膜疾病有糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)、視網(wǎng)膜血管閉塞、視網(wǎng)膜色素變性、年齡相關(guān)性黃斑變性(AMD)、青光眼和早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變等。近期，多篇文獻(xiàn)報(bào)道了視網(wǎng)膜疾病相關(guān)研究，可能為相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供幫助。

1. 生物打印3D視網(wǎng)膜外屏障揭示晚期黃斑變性中RPE依賴性脈絡(luò)膜表型

AMD是致盲的主要原因，始于視網(wǎng)膜色素上皮(RPE)、布魯赫膜和絨毛膜毛細(xì)血管形成的外血視網(wǎng)膜屏障(oBRB)。由于缺乏生理相關(guān)的oBRB模型，AMD的發(fā)病和進(jìn)展機(jī)制仍知之甚少。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院國(guó)立眼科研究所Kapil Bharti團(tuán)隊(duì)通過(guò)在可生物降解支架的基底側(cè)生物打印內(nèi)皮細(xì)胞、周細(xì)胞和成纖維細(xì)胞，并在頂部建立RPE單層，設(shè)計(jì)了一種天然的類(lèi)3D oBRB組織^[1]。在這種3D oBRB中，具有頂端突起和基底凹陷的全極化RPE單層提供屏障阻力，誘導(dǎo)脈絡(luò)膜特異性基因在脈絡(luò)膜中表達(dá)，并支持形成布魯赫樣膜，使組織在大鼠眼中整合。3D oBRB中的補(bǔ)體激活觸發(fā)干性AMD表型(包括RPE下核果和絨毛膜毛細(xì)血管變性)，缺氧激活的HIF-α誘導(dǎo)濕性AMD表型(絨毛膜毛細(xì)血管新生血管)(圖1)，并通過(guò)臨床使用的抗VEGF抗體的療效來(lái)驗(yàn)證其臨床相關(guān)性。這項(xiàng)研究表明構(gòu)建的3D oBRB將有助于對(duì)AMD病理學(xué)的更全面的理解，并有助于確定遺傳學(xué)在疾病表現(xiàn)中的作用。

                                                                                               圖1.3D-oBRB干濕AMD模型中RPE依賴性脈絡(luò)膜變性

2. CEP162缺乏導(dǎo)致人類(lèi)視網(wǎng)膜變性

原發(fā)性或活動(dòng)性纖毛的缺陷會(huì)導(dǎo)致各種人類(lèi)疾病，而視網(wǎng)膜變性通常與這些所謂的纖毛疾病有關(guān)。德國(guó)森肯伯格人類(lèi)遺傳學(xué)中心Hanno J. Bolz團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)CEP162中截短變體(CEP162-E646R*5)的純合性導(dǎo)致了2個(gè)不相關(guān)家族的遲發(fā)性視網(wǎng)膜色素變性^[2]。CEP162是視網(wǎng)膜纖毛形成和神經(jīng)元分化過(guò)程中過(guò)渡區(qū)組裝所需的中心體和微管相關(guān)蛋白。突變體CEP162-E646R*5蛋白在有絲分裂紡錘體中表達(dá)并適當(dāng)定位，但在初級(jí)纖毛和光感受器纖毛的基體中缺失。CEP162-E646R*5保持了其結(jié)合微管和定位于有絲分裂紡錘體的能力，這表明它可以保留神經(jīng)元細(xì)胞分裂的功能。在發(fā)育中的小鼠視網(wǎng)膜中，shRNA敲低CEP162會(huì)增加細(xì)胞死亡，而CEP162-E646R*5的表達(dá)挽救了細(xì)胞死亡，這表明突變體保留了其在視網(wǎng)膜神經(jīng)發(fā)生中的作用(圖2)。因此，原發(fā)性纖毛中CEP162功能的特異性缺失可能是遲發(fā)性人視網(wǎng)膜纖毛病的主要原因。

                                                            圖2.CEP162-E646R*5突變蛋白不定位于成年小鼠視桿光感受器的中心粒，但參與視網(wǎng)膜神經(jīng)發(fā)生

3. 高視網(wǎng)膜滲透性長(zhǎng)效白藜蘆醇/二甲雙胍納米治療黃斑變性

有效治療視網(wǎng)膜疾病的療法的發(fā)展受到各種生物屏障的嚴(yán)重限制。臺(tái)灣長(zhǎng)庚大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系Jui-Yang Lai團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種納米醫(yī)學(xué)策略，以開(kāi)發(fā)具有高視網(wǎng)膜通透性和持續(xù)生物活性遞送的納米療法^[3]。具體來(lái)說(shuō)，納米治療藥物是通過(guò)白藜蘆醇(R)包封的聚己內(nèi)酯納米顆粒(R@PCL NP)的氨解，然后與羧基端轉(zhuǎn)錄細(xì)胞穿透肽(T)和二甲雙胍(M)形成酰胺鍵來(lái)合理設(shè)計(jì)的。R@PCL-T/M NP納米療法在體外被證明具有持久的藥物釋放特性、良好的眼部生物相容性和針對(duì)視網(wǎng)膜疾病相關(guān)的主要危險(xiǎn)因素的有效生物活性。體內(nèi)研究表明R@PCL-T/M NP可以有效改善視網(wǎng)膜通透性，防止內(nèi)源性抗氧化劑的損失，并在56天內(nèi)抑制黃斑變性視網(wǎng)膜中異常血管的生長(zhǎng)(圖3)。這種高治療效果可歸因于納米療法的視網(wǎng)膜通透性增強(qiáng)，以及雙重藥物(R和M)在視網(wǎng)膜色素上皮區(qū)域的持續(xù)藥理活性。這些發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)能夠靶向視網(wǎng)膜的藥理學(xué)納米制劑，從而以更高的療效治療復(fù)雜的眼內(nèi)疾病顯示了巨大的前景。

                                                                       圖3.R@PCL-T/M NP對(duì)VEGF-A165誘導(dǎo)的雞絨毛尿囊膜血管生成和血管發(fā)育的抑制作用

4. 肽引導(dǎo)的脂質(zhì)納米顆粒將信使核糖核酸輸送到神經(jīng)視網(wǎng)膜

基于脂質(zhì)納米顆粒(LNP)的mRNA遞送有望治療遺傳性視網(wǎng)膜變性。目前，LNP介導(dǎo)的信使核糖核酸遞送僅限于RPE和米勒神經(jīng)膠質(zhì)。LNP必須克服眼部屏障才能轉(zhuǎn)染對(duì)視覺(jué)光轉(zhuǎn)導(dǎo)至關(guān)重要的神經(jīng)元細(xì)胞，即感光細(xì)胞(PR)。美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)羅伯遜生命科學(xué)大樓藥學(xué)院藥學(xué)系Gaurav Sahay團(tuán)隊(duì)使用基于M13噬菌體的組合七聚肽噬菌體展示文庫(kù)來(lái)挖掘靶向PR的肽配體^[4]。他們通過(guò)體內(nèi)生物篩選確定了最有希望的候選肽。染料偶聯(lián)肽顯示快速定位到PR。在小鼠模型中，這些肽以不同的表面密度修飾在LNP表面，促使mRNA成功遞送到神經(jīng)視網(wǎng)膜。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將這些結(jié)果轉(zhuǎn)化到更具臨床相關(guān)性的非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，在PR、Müller膠質(zhì)細(xì)胞和RPE中觀察到強(qiáng)大的蛋白質(zhì)表達(dá)(圖4)?？偟膩?lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究已經(jīng)開(kāi)發(fā)出肽偶聯(lián)的LNP，它可以將信使核糖核酸遞送到神經(jīng)視網(wǎng)膜，擴(kuò)大了LNP信使核糖核酸治療遺傳性失明的實(shí)用性。

                                                                            圖4.在NHP視網(wǎng)膜下給藥后，MH42(候選肽)結(jié)合LNP介導(dǎo)神經(jīng)視網(wǎng)膜中的表達(dá)

參考文獻(xiàn)

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[2]Nuzhat N, Van Schil K, Liakopoulos S, et al. CEP162 deficiency causes human retinal degeneration and reveals a dual role in ciliogenesis and neurogenesis [J]. J Clin Invest. 2023,133(8):e161156. (IF=19.456)

[3]Nguyen DD, Luo LJ, Yang CJ, Lai JY. Highly Retina-Permeating and Long-Acting Resveratrol/Metformin Nanotherapeutics for Enhanced Treatment of Macular Degeneration [J]. ACS Nano. 2023,17(1):168-183. (IF=18.027)

[4]Herrera-Barrera M, Ryals RC, Gautam M, et al. Peptide-guided lipid nanoparticles deliver mRNA to the neural retina of rodents and nonhuman primates [J]. Sci Adv. 2023,9(2):eadd4623. (IF=14.957)

云克隆不僅可提供多種眼內(nèi)疾病動(dòng)物模型，涵蓋糖尿病視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷、視網(wǎng)膜中央動(dòng)/靜脈阻塞、早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜脫落等常見(jiàn)眼內(nèi)疾病。還具有各類(lèi)眼內(nèi)疾病檢測(cè)指標(biāo)以及視網(wǎng)膜星形細(xì)胞、視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞、視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞、眼脈絡(luò)膜成纖維細(xì)胞等原代細(xì)胞產(chǎn)品，可助力廣大科研工作者進(jìn)行眼內(nèi)疾病治療相關(guān)研究。