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新化合物可拯救人类色觉:大规模类器官筛选发现保护视锥细胞的关键通路

2026-03-31 02:16 Stefan Spirig, Alvar 巴塞尔分子与临床眼科研究所 (IOB) 阅读 0
核心摘要: 一项突破性研究通过大规模人类视网膜类器官筛选,确定了保护视锥细胞免于退化的关键通路和化合物。研究在20,000个类器官中测试了2,700多种化合物,发现抑制酪蛋白激酶1(CK1)可有效保护视锥细胞,并在小鼠模型中验证。该发现为治疗年龄相关性黄斑变性等致盲疾病提供了新策略,相关数据集已公开,以促进中央视觉疗法的开发。

摘要:对于年龄相关性黄斑变性(AMD)或遗传性视网膜疾病患者而言,失去阅读、识别人脸或感知颜色的能力是毁灭性的现实。目前尚无获批疗法能阻止视锥细胞(负责高分辨率中央视觉的细胞)的死亡。一项突破性研究通过大规模人类视网膜类器官筛选,确定了保护这些关键细胞免于退化的特定遗传通路和分子。

核心发现:

  • 酪蛋白激酶1(CK1)抑制是关键:研究人员发现,抑制酪蛋白激酶1(CK1)可作为一种强大的保护机制,即使在模拟疾病应激条件下也能维持视锥细胞的存活。
  • 大规模筛选:该研究是同类中规模最大的之一,在20,000个人类视网膜类器官中测试了2,700多种化合物,以确定哪些有助于视锥细胞生长,哪些会造成视网膜毒性。
  • 跨物种验证:保护性分子不仅在实验室培养的人体类器官中有效,还在活体小鼠模型中证实能阻止视网膜变性。
  • 公共数据资源:团队已向公众发布完整数据集,为其他科学家开发中央视觉疗法并避免有毒药物组合提供了路线图。

研究详情:

视锥细胞集中在黄斑中,对阅读、识别人脸和感知颜色至关重要。它们的死亡会导致中央视力丧失,如许多遗传性视网膜疾病和黄斑变性中所见。尽管进行了数十年研究,但尚无获批疗法能阻止这一过程。

这项新研究由第一作者Stefan Spirig、Alvaro Herrero Navarro及其合作者进行,利用基于人体的实验系统解决了这一未满足的需求。他们在20,000个人类视网膜类器官中测试了2,700多种化合物,发现一些化合物类别会损伤视锥细胞,凸显了安全风险;同时确定了多种可保护视锥细胞免于退化的分子,其中酪蛋白激酶1的抑制成为关键保护机制。

视锥细胞光感受器被选择性标记,从而可在模拟疾病的受控应激条件下随时间追踪其命运。这种方法能够系统筛选具有已知分子靶点的化合物。清晰的模式出现:两种激酶抑制剂在较长时间内持续保护视锥细胞,这种保护作用在不同应激条件下均有效,并在视网膜变性小鼠模型中进一步证实,支持其更广泛的相关性。

除了确定保护通路,该研究还公开了一个全面数据集,涵盖测试的化合物、分子靶标及其对人类视锥细胞存活的影响。该资源将指导旨在保护中央视力的疗法开发,并能够对潜在视网膜毒性进行系统评估。

通过结合视网膜生物学、类器官技术和大规模化合物筛选,这项工作使研究人员在开发新疗法方面取得先机,并加强了对眼科长期目标的关注:保护使视力成为可能的细胞。

关键问题解答:

问:为什么视锥细胞如此脆弱? 视锥细胞是集中在黄斑中的高能细胞,因其专注于颜色和细节,对代谢压力非常敏感。这项研究革命性地使用了人类视网膜类器官——实验室培养的微型视网膜——在人类环境中研究这些细胞,而非仅依赖动物模型。

问:这项研究能治愈失明吗? 这是迈向预防的一大步。虽然它不会“重新长出”丢失的视锥细胞,但CK1抑制剂的发现提供了一种保护现存视锥细胞免于死亡的方法。对于早期AMD患者,这可能意味着保持中央视力与失去阅读或驾驶能力之间的区别。

问:什么是类器官? 可以将其视为“培养皿中的视网膜”。科学家利用干细胞培育三维、功能性的人类视网膜组织,从而安全测试数千种药物,并在人体试验前准确了解人体视锥细胞对压力和治疗的反应。

原始研究:开放获取。
“Cell type-focused compound screen in human organoids reveals CK1 inhibition protects cone photoreceptors from death” by Stefan E. Spirig et al. Neuron. DOI:10.1016/j.neuron.2026.02.024

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