在 1 名患者的细胞中纠正 RPGR 变异
温州医科大学（Wenzhou Medical University）与中国科学技术大学（University of Science and Technology of China）团队在 Stem Cell Reports 报道了 RPGR 相关视网膜色素变性的患者细胞模型。研究将三维视网膜培养与基因纠正结合，比较感光细胞的结构、表达、纤毛及电生理特征。
团队从 3 名男性患者建立诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC），分别携带 RPGR 的 3 种移码变异；健康对照也来自 3 名供者。三维类器官的早期比较使用其中 2 个患者背景和 2 个对照背景。
纠正实验针对患者 1 的外显子 14 变异。团队用 CRISPR/Cas9 和正常修复模板进行编辑，经筛选与测序确认 2 个纠正克隆，再让细胞分化为类器官。
早期分化相近，后期感光细胞出现差异
第 6 周，患者与健康类器官的分化效率和外观没有明显差异；第 11 周，神经视网膜层厚度仍相近。随后长期培养才逐渐显示感光细胞发育与定位差异。
患者类器官的杆状和锥状感光细胞形态异常，部分视蛋白定位偏离正常位置，外节样结构也较短。RNA 测序记录到感光细胞成熟和光信号转换相关基因表达降低。
这些比较按培养阶段开展。团队把第 0、7、13、18 和 22 周的表达资料放在一起分析，较晚阶段的患者、健康及纠正背景更容易区分。
基因纠正后，感光细胞和纤毛指标改善
第 22 周，纠正背景的感光细胞形态及 Recoverin 表达改善，杆状和锥状感光细胞数量增加。相关基因表达也向健康对照接近。
纤毛比较包含 iPSC、视网膜类器官和视网膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）。在类器官中，患者感光细胞的连接纤毛长度为 1.700 μm，对照为 2.112 μm，纠正后为 2.125 μm。
不同检测的变化并不完全相同。患者类器官中 TUNEL 阳性细胞较多，纠正后减少；caspase-3 水平则未见明显差异。研究者把细胞周期相关表达变化列为进一步探究感光细胞减少的线索。
第 36 周用膜片钳比较感光细胞电流
电生理实验选择类器官外层、具有外节样形态的小细胞，分别记录健康、患者及纠正背景。对照组包含 24 个细胞，患者组 21 个，纠正组 15 个，数据来自 3 次独立实验。
健康类器官中的细胞可记录到超极化激活电流（Ih），应用超极化激活环核苷酸门控（hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated，HCN）通道阻断剂 ZD7288 后电流减弱。患者细胞的 Ih 明显较小，纠正背景则恢复这一电流特征。
与电流相对应，患者类器官中 HCN-1 基因表达与染色信号减少，纠正后改善。该项检测把表达和功能指标联系起来。
窄屏可横向滑动查看完整图表。
纠正实验集中于一个患者的遗传背景
这项研究在患者细胞阶段进行纠正，随后比较形成的类器官，主要纠正结果来自患者 1 的遗传背景。其检测终点包括感光细胞结构、数量、纤毛、基因表达和电流。
研究者提出，患者视网膜类器官及其纠正对照可支持疾病研究和治疗策略筛选。感光细胞减少的具体机制仍有待进一步研究，细胞周期与细胞损伤检测在本文中提供了相关线索。