视网膜类器官包含多类神经细胞与胶质细胞
药物可能同时影响光感受器、神经节细胞和视网膜胶质细胞，单一细胞毒性指标难以描述这种差异。英国纽卡斯尔大学（Newcastle University）、Newcells Biotech 等机构与德国、瑞士制药企业研究人员在 Stem Cells Translational Medicine 报道，利用人视网膜类器官组合多种检测，评估不同测试物对视网膜结构和功能的影响。
团队将 2 株健康供者来源的诱导多能干细胞（iPSC）分化为视网膜类器官。第 150 天，模型已形成多个核层和突触相关层，包含视杆、视锥光感受器、双极细胞、水平细胞、无长突细胞、Müller 胶质细胞和视网膜神经节细胞。部分模型还带有视网膜色素上皮区域。
第 200 天的单细胞 RNA 测序进一步检查细胞组成。质量筛选后，共分析 34,941 个细胞，来源包括各药物条件与对照；研究识别出主要视网膜细胞群及若干亚型。
确定暴露条件后，检测视网膜结构与光响应
研究选择地高辛、硫利达嗪、西地那非、乙醇和甲醇作为有既往视网膜不良影响资料的测试物，另以酮咯酸和缓冲液作为参照。作者先根据文献及类器官浓度比较选择暴露条件，再开展细胞类型和功能分析。
地高辛为 40 nM、硫利达嗪为 135 μM、酮咯酸为 2.5 mM，乙醇和甲醇分别为 500 mM 与 32 mM，均处理 24 小时。西地那非短期暴露的细胞毒性不明显，团队将其改为 225 μM、连续 7 天的处理。
检测包括培养液中的乳酸脱氢酶（LDH）、组织厚度、各细胞群标志染色、凋亡相关染色和单细胞转录组。主要结构及电生理实验在分化第 150 天完成，单细胞测序则在第 200 天进行，结果分别来自这两个培养时间点。
地高辛和硫利达嗪造成较广泛的细胞改变
地高辛和硫利达嗪处理后，类器官神经上皮变薄，光感受器层出现结构紊乱，RECOVERIN 和 CRX 阳性细胞减少。部分变化在另一株细胞系中也得到观察，LDH 检测同样支持这些处理的细胞损伤作用。
损伤分布随药物而变。地高辛还影响水平细胞、无长突细胞和神经节细胞相关标志，并破坏 Müller 胶质细胞的组织排列；硫利达嗪也引起多类细胞改变。西地那非的表现则更集中于光感受器，尤其是视锥细胞相关变化。
检测时间也会影响结果。第 150 天的视杆细胞标志比例较低，染色没有显示明显药物影响；第 200 天单细胞数据中，地高辛和硫利达嗪组的视杆细胞比例下降。作者将这种差异与类器官继续分化、视杆细胞标志较晚出现联系起来。
多种测试物减少光响应细胞的数量
团队把类器官的神经节细胞层贴向高密度多电极阵列，记录白光脉冲前后的放电活动。相对暗条件，放电增加或减少至少 25% 的细胞被划为响应细胞。试验每个条件使用 6–8 个类器官。
光刺激后，剩余响应细胞仍呈现放电增加或减少的模式；这些响应细胞的放电变化幅度与对照相比没有显著差异。但除酮咯酸参照外，各测试物组能够响应光刺激的神经节细胞数量减少。
这一结果把细胞群规模和单个响应细胞的活动分开：部分细胞仍能作出光反应，整体可参与响应的细胞却变少。作者认为，多电极记录可以与染色和转录组互补，帮助观察药物对视网膜信号传递的影响。
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转录组记录到应激相关表达变化
地高辛、硫利达嗪及部分其他处理引起应激和炎症相关基因的表达变化，并伴随胶质细胞变化。染色显示，原来主要位于类器官中央的 GFAP 阳性细胞向神经上皮延伸；单细胞数据也揭示部分处理组的星形胶质细胞比例增加。
酮咯酸组整体形态、结构和光反应与缓冲液对照接近，却仍出现少量基因表达变化。作者据此提出，转录组有机会补充结构或功能检测尚未明显变化时的药物作用线索。文中讨论的候选标志仍需在更多条件下验证。
直接组织暴露的结果如何用于安全性研究
本研究使用 2 株细胞系和 3 个独立生物学实验批次，以不同检测方式核对药物影响。乙醇实验没有完整覆盖另一株细胞系，因此 2 株细胞系之间的验证范围并非所有条件都相同。
测试物直接加入类器官培养液，浓度选择也主要参考局部给药资料。人体口服药物到达视网膜时，还经历吸收、分布和代谢，实际组织暴露可能不同。作者将这套实验定位为视网膜毒性的体外概念验证，并以既有动物和人体报道比较损伤特征。
模型包含视锥细胞，但没有形成类似人中央凹的视锥细胞富集区域。多电极测量显示光响应变化，尚不能直接对应患者的色觉或视力症状。后续开发可以补充更专门的视网膜功能检测，并扩展药物及组织暴露的验证范围。