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威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员近日取得重要进展：由人类多能干细胞培育的视网膜细胞能够伸出轴突，与邻近细胞形成功能性突触连接。这一发现标志着干细胞来源的视网膜细胞已具备替代病变细胞并传递视觉信号的潜力，为治疗视网膜退行性疾病的临床试验打开了大门。

十多年前，威斯康星大学麦迪逊分校的研究团队开发出一种方法，利用诱导多能干细胞培育出类似视网膜的类器官——一种包含多种视网膜细胞类型的组织样结构。这些细胞包括感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）以及其他支持细胞，能够感知光线并将信号传递至大脑。然而，在将这些细胞用于移植治疗之前，关键问题在于：当它们从类器官中分离后，是否仍能保持功能并与其他细胞建立正确的连接？

2022年，该团队已证明分离后的感光细胞对光刺激的反应与健康细胞无异，并能伸出轴突。如今，他们进一步证实这些轴突能够与其他视网膜细胞形成突触连接。研究负责人、威斯康星大学麦迪逊分校眼科教授David Gamm表示：“拼图的最后一块是验证这些轴突能否与其他视网膜细胞‘握手’并实现信息交流。”相关成果发表于《美国国家科学院院刊》。

突触是神经元之间传递信号的微小结构。为了检测突触形成，研究团队与神经科学教授赵新宇合作，利用一种改良的狂犬病毒作为示踪剂。该病毒只能通过突触从一个细胞传播到另一个细胞，从而标记出成功建立连接的细胞对。研究生Allison Ludwig和Steven Mayerl将视网膜类器官解离成单细胞，给予一周时间让细胞延伸轴突并形成新连接，随后加入病毒。结果显示，许多细胞被荧光标记，表明病毒已通过突触在细胞间传播。

进一步分析发现，最常形成突触的细胞类型是感光细胞，这些细胞在视网膜色素变性和老年性黄斑变性等疾病中会丧失。其次常见的是视网膜神经节细胞，其在青光眼等视神经疾病中退化。Gamm指出：“这对我们来说是一个重要的启示，显示了视网膜类器官可能产生的广泛影响。”该团队已为类器官技术申请专利，并共同创办了Opsis Therapeutics公司，致力于将这一技术转化为治疗人类眼病的疗法。Gamm总结道：“我们一直在实验室中逐步拼凑这个谜题，以建立信心。这一切最终将导向人体临床试验，这显然是下一步。”