NAMs新方法学前沿

视网膜类器官分阶段信号调控与分层质量评价

比较不同阶段的信号调节组合,以培养周期、感光细胞标志和空间分层检查视网膜类器官质量。

用途与模型

研究用途
改进视网膜疾病模型和后续药物筛选的培养基础;本研究没有测定候选治疗药物疗效。
模型与细胞来源
由人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells,iPSC)系 1231A3 和 M8 产生的视网膜类器官。
方法版本
原论文实际评价版本
实验形式
较早阶段比较 SAG、激活素 A(activin A)和全反式视黄酸(all-trans retinoic acid,RA)的单用与组合;第 40 天后比较 SAG、RA 的维持安排。

材料与平台

人源模型
2 条人 iPSC 细胞系,观察至第 90 天。
发育信号调节
Sonic hedgehog(SHH)通路激动剂 SAG、激活素 A 和全反式视黄酸;不同阶段安排分别比较。
质量检测
组织切片免疫染色、形态观察和第 20 天定量聚合酶链式反应(quantitative polymerase chain reaction,qPCR);基因表达以 GAPDH 归一化,再与第 0 天基线比较。

测量指标与分析

  • 第三阶段形态的诱导成功率
  • 外层视紫红质及视蛋白排列
  • 内部异位感光细胞
  • CRX 基因与蛋白表达

把细胞标志、空间分布和培养阶段分别比较;转录水平提高不直接代替蛋白分层或功能成熟。

研究设计与结果

实验条件比较

研究设计
较早阶段比较 SAG、activin A、RA 的单用与组合;第 40 天后比较 SAG、RA 的维持安排。
测试范围
1231A3 为 8 次独立实验,M8 为 3 次;两系成功率分开报告。感光细胞标志染色的图注列出由 10 个类器官制备的 10 张切片及 3 次独立实验。
参照体系
同阶段单因子、不同组合及未添加相应调节因子条件;2 条细胞系作适用性复核。
研究结果
两系 90 天诱导成功率分别为 60.9%±9.9% 和 49.3%±6.1%(均值±标准差)。后期 SAG 单用维持外层感光细胞标志并减少内部异位细胞;持续 RA 条件较差。

适用条件与研究局限

  • 成熟度依据形态和标志物分层,未给出本方法的光响应或药物预测性能。
  • 仅 2 条细胞系;作者提出仍需更广细胞系及单细胞身份验证。
  • 早期和后期因子作用不同,不把各阶段结果拼成同一结论。

来源与原文

  1. Rapid and efficient generation of mature retinal organoids derived from human pluripotent stem cells via optimized pharmacological modulation of Sonic hedgehog, activin A, and retinoic acid signal transduction原始研究 · PLOS ONE · 2024-08-09

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