Müller细胞重编程助力视网膜损伤的再生修复
Müller细胞重编程助力视网膜损伤的再生修复
视网膜变性疾病是一类致盲性顽症，伴随着视网膜神经元的严重丢失。将视网膜内源性神经胶质细胞，即Müller细胞（Müller glia cells, MG细胞），进行重编程以再生视网膜神经元，是治疗这类疾病的一种极具吸引力的策略，具有显著的临床应用价值和理论意义。在低等生物如斑马鱼中，当视网膜受损后，MG细胞能够去分化、增殖并转分化为视网膜神经元，从而修复受损的视网膜。然而，在哺乳动物中，当视网膜受损后，MG细胞失去再生能力，反而会胶质化，形成胶质瘢痕，填充受损部位。
近日，陆军军医大学徐海伟课题组在Cell Regeneration发表了题为“Recent progress of principal techniques used in the study of Müller glia reprogramming in mice”的综述文章，全面总结了目前小鼠MG细胞重编程的关键技术和策略，包括在重编程各阶段常用的技术方法及其优、劣势，MG细胞重编程在技术层面面临的问题和挑战，以及未来小鼠MG细胞重编程技术的新方向。
MG细胞重编程的三个阶段中的常用技术
借助腺相关病毒（AAV）和谱系示踪等技术，在小鼠MG细胞中过表达视网膜神经元发育的关键转录因子，如Ascl1、Crx、Nrl和Otx2等，或敲除NFI和Ptbp1等基因，可以实现MG细胞向感光细胞、中间神经元或神经节细胞的重编程。然而，部分重编程策略的效率较低，可靠性仍有待验证，尤其是AAV介导的MG细胞基因编辑，其可靠性备受争议。一些研究结果也未能详细展示MG细胞重编程的中间过程及其对视功能的改善情况，使得MG细胞重编程的效果可信度大打折扣。因此，深入分析目前小鼠MG细胞重编程的主流技术，并开发更准确、更有效的MG重编程方法，是该领域的迫切需求。
小鼠MG细胞重编程经历了三个主要阶段阶段，即重编程起始阶段、中间过程和终末阶段。通过靶向（如AAV和Cre-loxp系统）和非靶向（如化学小分子诱导）MG细胞的方式，可激活MG细胞内的重编程过程。重编程过程启动后，需要追踪和确认MG细胞身份转变的过程。除了观测MG细胞的形态和蛋白表达变化之外，利用单细胞转录组测序（scRNA-seq）和ATAC测序技术可以捕捉MG细胞的转录变化动态和染色质重塑情况，从而更全面地展示重编程过程中MG细胞中间态。最后，MG细胞来源的神经元的电活动、视网膜整体的组织电活动以及小鼠视力的改善情况，是判定MG细胞重编程成败的关键。这些功能性评估手段能够提供直接的证据，证明重编程的神经元是否具有正常的生理功能和临床应用潜力。
目前，研究人员已经从不同层面改良了AAV，实现了较好的MG细胞靶向性，并对MG细胞重编程的中间态进行了较为详细的展现。未来，在开发更多的小鼠MG细胞重编程方案、设计更先进的基因编辑技术和基因递送方式、提高重编程过程中MG细胞中间态的可视化程度，并将MG细胞重编程策略应用到灵长类动物模型方面，仍需付出更多努力。
本文原文来自Cell Regeneration，DOI：10.1186/s13619-024-00211-z