摘要:在医学中，干细胞的使用正成为一个令人兴奋的治疗选择。这些创新疗法的迷人之处包括隔离、培养和分化多能细胞的可能性，并使用它们来替换受损细胞或作为增强型细胞反应调节器。最大的挑战是干细胞的分离、培养和转移技术，这些可以通过生物工程、纳米技术和基因疗法来促进。在许多医学领域中，干细胞最近在治疗选择中发挥了关键作用，包括眼科。利用来自不同组织（如血液、骨髓、脂肪组织等）的干细胞重建眼部组织的可能性是研究投入大量资源的最感兴趣的领域之一。在这类研究中，最常考虑且易于使用的选项来自成人干细胞（如脂肪组织）。这些分离和培养的细胞在眼科表面疾病的初步结果中显示出有趣的结果。现代动物试验也评估了干细胞在视神经和视网膜病理学中的有效性。本章简要概述了基于干细胞的眼科治疗，深入讨论了文献中报告的迷人且不断发展的治疗选择。此外，本章还强调了该研究领域中的局限性，包括经济和实际不足以及缺乏人类临床研究。视力是人类的基本感官，对生活质量和独立性有重大影响。因此，眼部疾病是众多临床试验和研究调查的主要焦点，这些研究投入了大量资源寻找新的治疗方法，以预防和治疗失明和导致永久性视力丧失的疾病。在过去的几十年中，干细胞受到了关注，导致对这一有前景的研究领域的大量投资和研究。许多研究表明，干细胞治疗在再生受损组织方面具有良好的潜在作用。然而，由于干细胞分离、纯化、培养、收获和转移技术的局限性，文献中报告的成功有限。在过去20年中，随着研究的细胞系类型和质量的激增，干细胞应用不断增长。干细胞目前被用于众多医学分支，包括神经学、心脏病学、血液学、整形外科等。干细胞治疗也在眼科领域传播，显示出在这一领域的巨大潜力，这与眼睛的独特特性有关，这些特性允许直接可视化目标组织，适当的外科可及性和治疗所需的细胞数量相对较少。已经研究了从眼部组织和其他组织（如脂肪组织、骨髓或牙髓）中提取的多种类型的干细胞在眼睛中的应用。生物工程和纳米技术的最新进展提供了适合操纵细胞的创新材料和三维结构，适用于基于细胞的治疗，这些在眼科中适用。干细胞治疗的文献几乎涵盖了眼睛的所有部分。成人干细胞是最被研究和频繁使用的。这些细胞在角膜疾病中显示出有希望的初步结果；然而，文献中报告的大多数研究基于动物模型，而对人类的研究仍需要完成。在这个复杂且迅速发展的领域，本章旨在简要概述干细胞治疗在眼部病理学中的主要特征、可能的治疗适应症、当前的局限性和未来前景，同时总结过去二十年来在这一迷人主题上报告的科学文献。人眼是一个复杂的结构，是组织之间完美协同作用的结果。即使是由于伤害或病理学导致的一个元素的损害，也可能导致失明。人眼的每个元素都可以源自三个胚胎层中的一个或多个。例如，晶状体和角膜源自外胚层，而视网膜来自神经外胚层，其他眼部结构源自中胚层。因此，研究导致了使用特定细胞或组织修复和重建受损结构的目标疗法的寻找。组织移植和激光治疗是眼科领域最初可用的治疗方法，而当前的选择现在包括干细胞和基因治疗的潜在使用。干细胞移植疗法现在是相对容易获得（并非所有干细胞都容易获得）和罕见并发症的首选来源之一。干细胞是存在于生命每个阶段（胚胎、胎儿和成人）的未分化细胞。这些细胞是未分化的自我更新（能够广泛增殖）、克隆扩展（通常源自单个细胞）和强大分化为不同细胞类型。新进入这一领域的是诱导多能干细胞（iPSCs），这些是通过重新编程成人细胞以实现类似于胚胎干细胞（ESCs）的多能状态获得的，但没有关于它们的来源和使用的伦理和道德问题。然而，使用iPSCs的安全性问题仍然存在。干细胞可以分为全能干细胞（形成胚胎和胚胎外组织）、多能干细胞（形成所有三个胚层）、多能干细胞（形成限于一个胚层的细胞）和寡能干细胞。人体由受精卵发育而来，受精卵由全能细胞形成，然后由囊胚的内细胞团形成，内细胞团由多能干细胞（PSCs）称为胚胎干细胞（ESCs）。ESCs是导致三个胚层发育的细胞，即内胚层、外胚层和中胚层。通过分化过程，这些早期发育的细胞达到分化细胞的状态，构成组织和器官。然而，在分化的组织和器官中也可以找到干细胞，它们在组织损伤的情况下是一种资源，因此在修复损伤中发挥着关键作用。一些祖细胞在器官形成后并不最终分化，而是作为组织干细胞保持静止。这些休眠的细胞可以在每个组织中找到，从大脑到眼睛和胃肠道，如Vats等人所描述。这些休眠的细胞可以保持在器官中直到特定情况（例如，伤害或组织损伤）激活增殖和分化，以促进特定组织修复。这发生在胰腺、心脏或神经系统等器官中。然而，在其他器官中，如骨髓、肝脏、肠道和肺，这些细胞倾向于定期增殖以补充正常细胞更替或组织损伤期间的细胞。人类多能干细胞（hPSCs）保持能够分化成所有三个胚层的任何细胞类型的能力。因此，人们对于使用hPSCs在各种器官和系统的再生医学中寄予厚望，眼睛也不例外。hPSCs在细胞替代方面具有最大的潜力，并且可以在移植前成功预分化。因此，几项研究表明hPSCs在RPE/光感受器替代治疗年龄相关性黄斑变性（AMD）中取得了积极结果。hPSCs的使用在几乎所有眼部结构中都被证明是有希望的。iPSCs最早由Takahashi等人在2007年报告。这些细胞是通过使用一组明确定义的转录因子对体细胞进行遗传重编程，从体细胞中产生的。自从Takahashi及其同事使用逆转录病毒技术从皮肤成纤维细胞中开发iPSCs的第一份报告发表以来，已经报告了各种其他体细胞类型，例如骨髓间充质干细胞（MSCs）和骨骼肌细胞以及基于非逆转录病毒的重编程协议，例如小分子。已经证明这些iPSCs保留了PSCs的特征，能够从三个胚层中生成组织，包括视网膜组织。鉴于这些有希望的初步研究，已经在许多研究中评估了iPSCs在退行性视网膜病理学中的使用并取得了令人鼓舞的结果。使用iPSCs的一个优势包括可能收获患者的体细胞，重编程它们以获得iPSCs，然后扩展它们以用自体PSCs移植治疗同一患者，从而减少了与异体干细胞移植相比的免疫保护方案的需求。关于iPSCs报告的最大问题一直是基因组不稳定性，这可能会诱导畸胎瘤。近年来，为了利用这一有希望的技术，大量的工作集中在开发安全协议上，以增加基因组稳定性并使用iPSCs及其衍生的祖细胞在疾病建模和药物开发中。众所周知，许多成人组织可以自主修复受损的结构和细胞。成人组织细胞系的更新是可能的，这要归功于成人干细胞（ASCs），也称为祖细胞。ASCs的分化潜力曾被认为严格限于在原始组织中发现的相同细胞系（例如，皮肤、骨骼、脾脏、肝脏、骨髓等），因为多能或多能干细胞被认为不会持续超过胚胎发生。这种信念最初熄灭了使用这些细胞进行治疗和治疗的热情。然而，在过去的几年中，几项研究表明，成人SCs有能力增殖并分化为新的细胞身份，这要归功于在胚胎胃前胚胎细胞中先前看到的多能性标记的表达。这种能力被称为干细胞可塑性。这些数据推动了在眼科再生医学中使用ASCs的众多研究的发展。间充质干细胞（MSCs）是眼科病理学中最被研究的干细胞。MSCs产生所有骨骼组织，因为它们是多能的、自我更新的、在成人组织中发现的产后天细胞（例如，脂肪组织、牙髓和牙龈、血液和骨髓、软骨、滑膜、骨膜，甚至眼部结构）以及胚胎和胚胎外组织（包括脐带（UC）、羊水和胎盘）。在MSCs中，人类脂肪来源的干细胞（hADSCs）在细胞治疗中扮演着重要的角色，代表了一种容易获得的自体来源。这些细胞可以支持各种祖细胞的生长，包括适当的眼部干细胞，如角膜缘干细胞（LSCs）和PSCs，如iPSCs和人类胚胎干细胞（hESCs），稍后将讨论。ADSCs已在眼科中得到研究，从角膜修复到治疗视网膜损伤，这要归功于这些细胞的神经保护和神经发生效应。第一个被分离的人类牙科干细胞是牙髓干细胞（DPSCs）。这些细胞显示出多线性分化为所有三个细胞谱系层，包括内胚层、中胚层和外胚层。因此，DPSCs可以分化为类似肝细胞、神经元、黑色素细胞和心肌细胞的细胞。由于它们非凡的神经发生和血管生成潜力，DPSCs已在各种眼科病理条件中得到研究，如角膜疾病、青光眼和视网膜退化。骨髓干细胞（BMSCs）是最被特征化和广泛研究的多能细胞之一，它们在可塑性、形态特征和增殖潜力方面类似于AdSCs。在体外提供最佳培养条件时，BMSCs可以通过在体外表达神经外胚层、中胚层和内胚层特征来增殖。这些细胞也可以分化为造血和骨骼组织。鉴于它们对人类使用的安全，它们是进入再生医学临床阶段评估的第二种细胞类型。BMSCs还分泌大量的可溶性和不溶性因子，这些因子被用于无细胞治疗方法。这种特性使它们成为视网膜缺血的有希望的候选者，除了角膜移植以预防移植物抗宿主病（GvHD）。在胚胎和胚胎外干细胞中，胎盘MSCs和脐带干细胞（UC-MSCs）在临床研究中更受青睐，可能是因为它们出色的增殖和分化特性，这允许快速培养和大量容易获得。此外，MSCs和上皮干细胞都被纳入UCs。这些细胞可以分化为角膜上皮、基质和内皮细胞，从而提供抗炎和免疫特权特性。另一方面，胎儿MSCs可能在已发表的试验中得到更好的研究，这可能是由于在体外收获和扩张的挑战性协议，以提供足够数量的细胞用于临床设置。如前所述，每个器官都有驻留干细胞。人类眼睛中存在多种成体干细胞（ASC）类型，通常被认为是驻留的眼睛干细胞。从外眼组织开始，角膜缘干细胞（LSCs）代表一种位于所谓的角膜缘的静止细胞群体，角膜缘被认为是外角膜和巩膜之间的边界。由于LSCs的存在，角膜上皮具有很高的再生潜力。它可以通过这些细胞在外眼表面的增殖和向心性迁移迅速而有效地修复。因此，LSCs可以通过角膜活检收集，在体外扩增，并移植到眼睛受损部分。这种方法应用于治疗LSCs的丢失或缺乏（LSCD，LSC缺乏）。当前知识也改变了我们对人类眼睛最内部分的看法。人类神经系统曾被认为是无法自我修复的被动结构；然而，由于神经干细胞（NSCs）的分离，现代文献推翻了这一旧假设，NSCs存在于发育中和成熟的哺乳动物中枢神经系统（CNS）中。NSCs在脊髓损伤和创伤性脑损伤的研究中表现出色，因为这些细胞的神经营养效应令人鼓舞。由于视网膜上皮起源于CNS神经上皮，NSCs可能通过光感受器和视网膜神经节细胞的神经保护治疗在眼科有潜力。在NSCs类型中，视网膜色素上皮干细胞（RPESCs）被认为是眼部再生医学的一个基本发现。RPESCs是一种最近发现的干细胞类型，能够产生中胚层衍生的组织（例如，软骨、骨或脂肪谱系）和与CNS相关的谱系，如稳定的RPE细胞和其他神经组织。此外，研究表明，在特定情况下，如某些动物物种的视网膜损伤后，RPECs可以增殖。已有充分报道RPESCs在某些条件下误增殖，导致视网膜疾病。关于自体RPESC细胞替代的研究显示了细胞疗法对视网膜退行性疾病可能有希望的应用；然而，由于这种相对较新的治疗类型涉及的伦理问题以及用于干细胞分离的供体眼睛数量有限，RPESCs的临床应用仍然有限。眼科疾病的干细胞治疗可以包括来自异体和自体组织来源的干细胞。在后一种情况下，干细胞可能从其他组织采集或从同一眼睛（同胞眼）获得。这些选择倾向于寻求最安全、经济可持续和可用的技术。自体来源的细胞用于移植的优势在于不会触发或诱导免疫反应，因此不需要免疫调节治疗。在潜在的自体来源中，间充质干细胞（MSCs），即骨髓MSCs、脐带MSCs和脂肪来源的MSCs，是最广泛和最容易获得的。此外，这些细胞的相对大量可用性，BM-MSCs、UC-MSCs和ADSCs在其他领域显示出安全性，因此是近期追求的治疗选择。另一方面，PSCs在眼睛几乎所有主要结构中都有出色的修复潜力；然而，这些细胞的临床应用似乎受到未知可能的不良反应、稀缺性、高成本以及几个伦理和道德问题的局限。干细胞治疗在临床实践中的应用包括已发表文献中描述的几种技术。在眼科最常应用的方法是细胞基础治疗。干细胞移植基本上可以在眼睛的所有解剖结构中进行。关键的解剖眼部部位包括：（b）RPE，一个单层色素上皮，维持血-视网膜屏障并支持光感受器在干细胞基础治疗中，干细胞可以单独作为细胞悬浮液移植，或与由各种基质制成的支架相关联，如生物相容性补丁或自体细胞片。可以通过含有来自UC血血清的造血干细胞的局部眼药水来靶向眼表疾病（Yoon等人，2007年）。应用于眼表的血清由于其几种生化成分，类似于天然泪液，与常规人工润滑剂相比。几项研究报告了通过局部应用MSCs（特别是ADSCs和BM-MSCs）治疗干眼综合症或其他相关角膜损伤，就效果和安全性而言取得了有希望的结果。含有MSCs的眼药水之所以有效，是因为细胞的免疫调节和抗炎效应，除了它们广泛的分化潜力。干细胞注射（PSCs、MSCs或造血干细胞）仍在就安全性和有效性问题进行研究。尽管这种治疗方法已在其他器官中得到广泛验证，但这些疗法在眼科使用中尚未被证明是安全有效的。在眼科，干细胞注射主要被考虑用于治疗AMD。几项实验研究报告了将干细胞注射到视网膜下或玻璃体内后，由于移植细胞的旁分泌活性，取得了令人满意的结果。然而，文献中报告了几副作用，人类临床试验的结果尚未达到最佳的临床治疗效果。眼表、角膜和角膜缘：眼表包括眼睑结膜上皮、球结膜上皮、角膜缘、角膜上皮和泪膜。作为眼睛与环境之间的界面，这个表面为其他眼部结构提供了解剖学、生理学和免疫学的保护。眼表负责保护眼睛免受微生物、创伤和毒素的侵害，并且在维持角膜的光学清晰度方面起着主要作用。许多眼病可以影响并导致眼表功能障碍。睑炎、干眼症、翼状胬肉和眼部过敏是最常见的。一些罕见的情况包括由于系统性疾病导致的LSCD眼表损伤。角膜缘是角膜和球结膜之间的狭窄区域。它由多层构成，包含LSCs（生成角膜上皮的干细胞）、郎格汉斯细胞和黑色素细胞。由于LSCs的存在，角膜缘在再生功能性角膜上皮方面至关重要。在角膜缘广泛受损的情况下，角膜通过角膜结膜化重新获得上皮，即球结膜细胞侵入角膜表面。防止角膜结膜化的唯一方法是恢复角膜缘。在再生医学引入之前，角膜移植被认为是治疗眼表病理的传统金标准治疗方法。1989年，Kenyon和Tseng发表了首次尝试恢复角膜缘的尝试，使用未受伤眼睛的游离角膜缘组织移植。受这种技术的热情推动，后来进行了额外的研究，导致LSCs的发现。2006年，人MSCs在羊膜上的移植，像LSCs在羊膜上一样，被证明可以重建严重受损的大鼠角膜表面。Ma等人的研究报告称，治疗效果是由于MSCs的抗炎和促血管生成活性，而不是它们的上皮分化。这些发现为干细胞治疗角膜损伤和疾病的临床应用奠定了基础。已经提出了几种材料来增强结果，如聚合物、纤维蛋白胶、羊膜、去细胞膜和胶原海绵或条。最初，这些临床研究基于从健康同胞眼移植受损眼表的角膜缘组织。这最终导致了用扩展培养的LSCs治疗双侧状况。LSCD是眼科医生在眼表上面临的最具挑战性的疾病。角膜LSC移植程序被认为是这种状况的治疗选择。该程序涉及直接移植体外扩展的细胞与几种生物或合成载体材料或角膜缘组织。然而，由于对同胞眼的医源性损伤，以及组织培养中活跃的角膜上皮干细胞的脆弱性和低可用性，LSCs移植的临床适用性仍然有限。角膜LSC移植程序包括角膜缘异体移植、结膜角膜缘自体移植、活体相关结膜异体移植、自体体外培养的角膜缘上皮细胞移植、培养的口腔粘膜上皮移植、简单的角膜缘上皮移植（55）和外周角膜细胞移植。最初考虑的结膜角膜缘自体移植是一项研究充分的技术，在临床环境中显示出良好的短期和长期结果。然而，这种外科技术有很高的并发症风险，主要涉及对供体眼的医源性损伤。由于这些限制，使用了其他类型的干细胞来修复角膜上皮细胞损失。鉴于它们近乎理想的细胞生物学和特征，MSCs已经被广泛研究用于眼表治疗，并在实验动物模型中取得了令人鼓舞的初步结果，表明这种方法的巨大潜力。Gu等人证明了BM-MSCs能够在角膜受损的大鼠模型中体内分化为类似角膜上皮的细胞。其他研究表明，MSCs可以显著支持移植存活，这归功于MSCs的免疫调节潜力，抑制了树突状细胞的成熟和激活以及自然杀伤细胞的细胞毒性活性。BM-MSCs是安全的，并且可以从LSCD恢复角膜上皮，其结果与培养的角膜缘上皮移植相同。它们与羊膜支架的结合也已在LSD中成功评估。含有MSCs（主要是BM-MSCs和ADSCs）的局部治疗眼药水取得了令人兴奋的结果。含MSCs的局部应用可以改善水性泪液量和眼表评估测试。此外，它安全且易于应用。关于MSCs，治疗LSCD有希望的细胞来源包括未成熟的人类牙髓和口腔粘膜干细胞。UC-MSCs也因其与LSCs相似的特性而受到关注，用于这种病的基于细胞的治疗。来自UC-MSCs的上皮细胞可以在人工基质上播种时创建分层上皮层，这是一个宝贵的资源，可以克服角膜缘细胞移植的可用性问题，特别是在双侧LSCD中。最近还研究了使用富含表皮生长因子的培养基诱导来自Wharton's jelly的UC-MSCs在3D人类人工前角膜模型上转分化为角膜上皮细胞，显示出有希望的结果。胚胎干细胞（ESCs）和从毛囊或真皮成纤维细胞获得的诱导多能干细胞（hiPSCs）也被提议用于生产角膜上皮细胞，2012年的初步数据令人鼓舞。随后的研究证实了这一结果。这种方法的下一步是从iPSCs创建2D角膜类器官，现在正在向3D培养系统发展。这项技术是治疗双侧LSCD的有效替代方法。研究正在向眼科干细胞治疗的新应用发展。角膜基质和内皮：角膜基质由特殊的细胞外基质组分和胶原纤维组成。基质是角膜中最厚的一层（约占总角膜厚度的90%）。角膜基质中的主要细胞类型是角膜基质角质形成细胞（CSKs），位于通常处于静止状态的胶原层之间。当角膜受到损伤时，靠近损伤部位的存活CSKs被激活并增殖。假设成纤维细胞转变为高度收缩的肌成纤维细胞的能力占优势，某些类型的角膜损伤和病理可以诱导这种情况。在这种情况下，角膜可能会发生瘢痕形成，从而导致角膜不透明。如果受损的角膜位于视觉轴的中心，瘢痕组织和密集的不透明性可能会干扰光线的通过，导致视力严重下降。在这些情况下，患者的生活质量可能会因这种损伤而受到影响。大多数角膜疾病，如角膜损伤、角膜营养不良、圆锥角膜和角膜破裂，的首选治疗方法是角膜移植；然而，需要角膜移植的患者数量不断增加，不可避免地导致了可用供体角膜的短缺。此外，这种手术的术后并发症必须得到解决。这些包括危及视力的状况、移植排斥和高度永久性诱导的散光。在角膜移植之前进行眼表干细胞移植（例如，使用LSCs）已被证明比单独的角膜移植有更好的术后结果。在过去的十年中，已经进行了许多试验，以从hi-PSCs获得角质形成细胞。从iPSCs获得CSKs并利用遗传重编程的可能性既令人兴奋又引人入胜，同时也很复杂。在动物模型中，将iPSCs分化为角质形成细胞涉及两个步骤。然而，涉及人类患者的临床研究尚未进行。受损和发炎的组织，如受伤的角膜，会导致MSCs表达高水平的肝细胞生长因子（HGF）。这种物质不仅能够抑制成纤维细胞转变为引起不透明的肌成纤维细胞，而且可以重新建立角膜透明度，这在眼损伤的体内模型中已经显示。这是这些细胞被研究的主要目的。所有体内MSCs都可以分化为角质形成细胞并调节角膜基质。理想的自体干细胞来源是ASCs。尽管BM-MSCs具有相同的特征，但从骨髓中提取它们要痛苦和复杂得多。使用自体ASCs在患者中进行角膜基质移植的明显安全性由Alió Del Barrio等人报道；这项初步研究表明，细胞在体内存活并能够在晚期圆锥角膜患者中产生少量新胶原的能力。一些动物研究表明，由于角质细胞功能障碍导致的先天性角膜疾病，如粘多糖症，可以通过UC-MSC移植而不是角膜移植来治疗，从而扩大了未来治疗选择。然而，鉴于自体UC-MSCs移植的高成本和有限的可行性，角膜基质干细胞（CSSCs）是一个有效的替代方案。这些细胞可以通过特定的LSCs培养获得。CSSCs显示出类似MSCs的特性，并且在注射到基质后可以分化为CSKs。基于这些原因，CSSCs目前正在临床试验中研究角膜基质疾病。其他可以分化为CSKs的干细胞包括牙周韧带干细胞和DPSCs，证明它们具有潜在的临床应用。角膜的后表面由一层内皮细胞（CACs）形成，称为角膜内皮。CACs是非有丝分裂细胞，具有低再生能力。它们调节基质水合，防止水肿，并确保视力所需的角膜饱满。在角膜内皮功能障碍中，基质水肿会导致中心不透明和视力丧失。Joyce等人证明了UC-MSCs在培养中处理时分化为CECs的潜力。治疗角膜内皮疾病的当前金标准是全层或部分厚度的角膜移植；然而，干细胞治疗在这一领域越来越受到关注，初步研究结果令人鼓舞。MSCs可能代表治疗角膜内皮疾病的潜在治疗选择，如无晶状体/假晶状体性大疱性角膜病变和Fuchs内皮营养不良症。角膜内皮疾病仍然是角膜移植的主要原因。在文献中没有关于SCs在人类中可能应用于这种情况的可靠数据。晶状体。最常见的眼部疾病之一是白内障，它是全球导致失明的主要原因。通常通过外科手术移除白内障晶状体并用人工晶状体替换来治疗这种病症。人类晶状体由角膜侧的单层晶状体上皮细胞（LECs）组成，这些细胞在最近的研究中被分离出来。然而，人类晶状体的再生尚未得到证实。尽管对这些祖细胞的行为了解不足，但人们认为它们具有自我更新和抵御外部伤害的能力。这些特性也被Liu 等人所观察到。由于白内障的高发病率，干细胞疗法最近被研究。Chen 等人已经证明iPSCs可以分化成LECs。Murphy 等人报告了如何通过iPSCs分化创建微晶状体。此外，Hiramatsu 等人最近尝试从iPSC开始制造三维晶状体。这些研究表明，可以从表达典型晶状体标记的细胞中重建三维结构。这些初步但有希望的结果尚未提供可以用于白内障手术的透明晶状体的可能性。视神经。很容易理解，眼科中最复杂的挑战是寻找治愈影响眼睛最内层结构（视网膜和视神经）的病理的方法，它们具有神经起源。中枢神经系统构成了视网膜的最内层部分。视网膜神经节细胞（RGCs）是一群CNS神经元，它们通过轴突将视觉信号传递到大脑。导致轴突或RGCs损伤的病理条件会导致神经元死亡和视力丧失。众所周知，在哺乳动物中，神经细胞的再生潜力是有限的。研究寻求恢复神经生长和视觉功能的疗法。细胞疗法有两个主要目标：由细胞营养支持提供的神经保护和细胞替代或修复以获得功能恢复。尽管这个领域很吸引人，但还需要取得更多的进展。文献中提供的结果主要来自动物模型。功能恢复仍然是现代医学中一个雄心勃勃的目标。视神经可能涉及多种疾病。青光眼就是一个例子，它是不可逆失明的首要原因。所有当前的治疗方法（即，药物治疗、激光和手术）都旨在降低这种状况的眼内压。对于涉及视神经的其他眼病，如Leber遗传性视神经病变，没有已知的治疗方法。最近的一项出版物报道了使用诱导多能干细胞治疗遗传性视神经病变的理论可能性。在考虑通过干细胞疗法再生视神经的治疗方法时，拥有大量健康的RGCs。第一个为此目的研究的干细胞群是iPSCs/ESCs。在2007年，Takahashi 等人报告了将成年成纤维细胞重编程为iPSCs的可能性，这得益于一项了不起的突破性技术。这些转分化的细胞可以无限增殖并分化成不同的细胞类型，甚至是RGCs。Gokoffski 等人解释了从多能干细胞生成RGCs的两种方法。第一种方法涉及类器官，这是在体外从多能干细胞中自我组织形成的3D微型器官，如Kuwahara 等人所报告的，他们使用了hESCs。获得RGCs的第二种方法是平面分化。在这种情况下，RGCs是从二维细胞培养中转分化而来的。这种技术有一个限制，主要是iPSCs整合到神经节细胞层的能力。Mesentier-Louro 等人报告了1-7%的iPSCs RGCs整合到神经节细胞层，以及大约20%的整合结合RGCs和iPSCs注射。尽管iPSCs的使用前景看好，但仍有一些限制需要澄清。其中之一是这些细胞创建突触连接的能力。第二个关键点是衍生的RGCs的轴突生成可能性。在这种情况下，环境被认为起着至关重要的作用。神经营养因子可以增强RGCs的更长期存活并促进轴突生成。然而，这一假设已由Zhang 等人证实；需要进一步的研究。如果环境对RGCs存活至关重要，那么还不能确定神经元存活是否等同于新的轴突形成。此外，即使可以形成新的轴突，它们创建功能性突触的能力仍然是一个未解决的问题。另一个需要考虑的关键因素是整合RGCs的困难。基因疗法已经在这个领域中使用，以寻找使用基因修饰干细胞（例如，NSCs）的解决方案。Zhang 等人展示了色素上皮衍生因子，由各种眼部组织自然表达，当外源性提供时，如何促进RGCs存活和轴突再生。作者使用NSCs作为细胞载体，将这种因子传递到视神经损伤的成年视网膜中。MSCs也已为此目的被研究，主要在动物中。实验表明MSCs可以提供针对RGC死亡的神经保护。然而，它们需要更强的整合能力。Zhang 等人还报告了UC-MSCs在恢复受损视神经中的可能用途。Wang 等人展示了骨髓MSCs分化成RGCs的潜在用途。视网膜。杆状细胞和锥状细胞，称为光感受器，是负责视觉信号开始的细胞。主要位于周边视网膜的杆状细胞负责昏暗光线。集中在视网膜的一小部分，称为黄斑的锥状细胞，负责日光视觉。双极细胞位于光感受器和RGCs之间，它们传递来自感受器的信号。在外光感受器的外段下方是另一个重要的细胞群，构成外血-视网膜屏障，定义为RPE，它们排列成单层。RPE细胞的角色多种多样。它们吸收散射光；调节营养素、离子和溶质；分泌生长因子；调节视网膜周期；吞噬光感受器的外段。涉及视网膜的疾病，如果导致细胞丧失，可能会影响光感受器和RPE细胞（例如，与年龄相关的黄斑变性或AMD和色素性视网膜炎）。其他眼病，如青光眼，可能会影响RGC。RPE细胞已被提出作为需要RPE替代的病理的可能解决方案。Binder 等人和van Meurs 等人已经展示了从视网膜周边区域取出的RPE细胞在AMD中的治疗作用。这些有希望的结果导致了在其他退行性视网膜疾病中对细胞替代的类似测试，如在色素性视网膜炎、斯塔加特病和青光眼中。由于RPE的细胞来源有限，干细胞已被研究以解决这一限制。ESC/iPSCs在细胞替代方面具有最大的潜力，因为它们可以在移植到眼睛之前预先分化。这已在AMD中的RPE/光感受器替代研究中得到展示。其他研究人员还展示了从ESC/iPSCs衍生的视网膜祖细胞能够成熟为光感受器或RPE并整合到视网膜中的可能性。随后，研究在动物模型中证实了这种可能性。Schwartz 等人在2012年和2015年进行了第一次人类临床试验研究。这些研究成功地在斯塔加特病中使用了hESCs衍生的RPE细胞，没有副作用。最近，也有相同的结论被报告。在这些新疗法中需要考虑的一个因素是可能的副作用。在这些试验中，由于细胞重编程技术允许使用自体PSCs，从而避免了可能的免疫反应，这些反应在异体细胞中是可能发生的，因此组织排斥和炎症的风险被最小化了。文献中报告的一个副作用是长期黄斑区色素沉着过多。ESC/iPSCs的新解决方案目前正处于胚胎研究阶段，包括使用富含生物工程支架和来自RPE的干细胞。移植未分化的非RPE干细胞也被认为是一种治疗选择。这种想法基于这些细胞可以通过分泌营养因子（这些细胞的旁分泌效应）来提供治疗益处的基本原理。UC-MSCs、NSCs和视网膜祖细胞是基于它们的营养支持作用机制的新临床试验中的治疗选择，这些在未来必须评估它们可能增加并发症的潜力。细胞的旁分泌能力，而不仅仅是它们替代RPE的能力，如BM-MSCs，已将它们包括在可能的选择（仍然是理论上的）中，用于眼科神经退行性疾病。Tzameret等人描述了BM-MSCs如何通过保持和提高细胞活力来改善视网膜功能；然而，他们没有发现这些细胞分化成成熟的视网膜细胞。ASCs具有很好的旁分泌能力，用于产生神经营养因子，如SNC疾病中所见。它们目前正在糖尿病视网膜病变中进行研究，初步结果很有希望。已经证明，在这种病理的早期阶段，ASCs通过它们分泌的因子和与内皮细胞的物理接触在治疗上是有效的。视网膜疗法的未来前景可能涉及生物工程。一些研究已经展示了生物工程方法如何在动物模型中更好地保护视网膜结构。Nakano等人描述了从hPSCs开始创建一个视杯的可能性。随后的研究证实了创建可以发展外段结构的视网膜类器官的可能性或3D视网膜结构，这些结构稍后可以移植。这些解决方案在地理性萎缩等病理条件下似乎特别重要。很明显，眼科疾病的治疗未来由干细胞和基因疗法代表，考虑到目前，器官移植是唯一可用的临床解决方案。这种方法的主要限制，在这种经验的开始就强烈出现，是移植物抗宿主病和免疫反应。使用自体细胞解决了这种可能的副作用。尽管有这些优势和有希望的结果，还有其他未解决的问题：移植细胞的可能致瘤性是最令人关注的问题。正如Robinton和Daley所描述的，遗传研究和细胞重编程的研究最终减少了这种情况的发生。还必须考虑可能影响自体干细胞采集区域的不良事件。现代研究已经转向寻找干细胞的替代来源（例如，ASCs），这些来源更多，更容易获得，同时避免对健康眼睛的损害。移植细胞的存活和植入是这些疗法的一个重要限制。新的细胞预处理已经被研究，以便有足够的SCs进行移植，以改善术后结果。使用生长因子、细胞因子、生物材料和支架来扩大SCs群体的方法目前正在测试，以增强临床结果。这种疗法的高成本是第二个需要考虑的主要限制，使其广泛使用成为问题（Jin等人，2019年）。与特定治疗选择（例如，ESCs、UC-MSCs和NSCs）相关的同样重要的并发症是伦理考虑，这些考虑往往是异质的，取决于文化、种族、政治、经济和国家因素。当前文献报道的干细胞疗法的未来前沿是向MSCs获得的外泌体注射。这种新技术正在研究中，结果令人兴奋。然而，大多数研究仍处于初步的临床前阶段。与此同时，生物工程技术和纳米技术代表其他可能的治疗解决方案。最近的研究已经使用这些新技术创建了眼组织和3D结构，这些结构可以植入以替换原始受损组织。例如，Nakano等人能够复制包含RPE和神经视网膜的眼杯（103），Garzón复制了前角膜组织，Burrello等人构建了TM或RPE单层，将生物相容材料与干细胞结合。其他作者已经考虑修改细胞培养（例如，使用生长因子、生物材料、可注射水凝胶、支架或膜）以允许细胞分化或促进细胞在受体部位存活。新技术和技术的发展可以帮助增强干细胞在当前眼科疾病治疗选项中的使用。通过干细胞恢复视力的想法仍然非常吸引人。这个领域的许多研究已经展示了有希望的初步结果和在治疗治疗中取得进展的巨大潜力。最令人兴奋和相关的临床结果是针对外眼结构（眼表和角膜）的研究，其中治疗选择往往是侵入性较小的，并可局部应用。然而，使用干细胞疗法治疗视网膜和视神经要复杂得多，功能上更具挑战性。这个领域的初步研究可以为未来解决眼科疾病提供选择。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入
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