Pax6调控iPS细胞定向分化构建再生晶状体的实验研究

白内障是全球首位的致盲疾病，目前使用的人工晶状体因不具备天然晶状体的生理结构，影响术后部分视功能的重建。本项目提出采用组织工程学技术构建与晶状体囊袋生理性吻合的再生晶状体的设想：应用细胞重编程技术将Oct4、Sox2、Klf4及c-Myc四个转录因子导入成年大鼠的晶状体上皮细胞，获得具备多向分化潜能的iPS细胞；以iPS细胞作为种子细胞，通过逆转录病毒将晶状体发育过程中的关键基因Pax6导入iPS细胞，应用Cre/LoxP系统可逆性调节Pax6表达量，建立获得再生晶状体雏形的体外诱导模型，并探讨Pax6在诱导iPS细胞定向分化中的作用及分子机制；将在体外培养获得的初级再生晶状体植入大鼠晶状体摘除后的闭合囊袋内，利用体内微环境进一步整合，对再生晶状体的组织形态、光学性能、安全性、分子生物学特性等进行全面分析评价。本项目旨在寻找构建生物人工晶状体的最佳途径，为白内障治疗技术的革新提供新思路。

白内障是全球首位的致盲疾病，目前使用的人工晶状体因不具备天然晶状体的生理结构，影响术后部分视功能的重建。本项目中，我们采用不同的种子细胞探索其在体外诱导分化构建为再生晶状体的可能性。首先，我们以牛晶状体上皮细胞为种子细胞，在体外进行原代细胞培养后，成功导入Bmi-1，在晶状体上皮细胞内过表达，将Bmi-1过表达的牛晶状体上皮细胞暴露于新鲜的牛玻璃体液中持续培养，可促使晶状体上皮细胞向晶状体纤维细胞分化。另外，我们获取成人尿液来源的肾上皮细胞，通过导入Oct4、Sox2、Klf4及c-Myc四个转录因子，使细胞重编程获得诱导性多能干细胞（iPS 细胞），以其作为种子细胞，在体外通过分阶段添加生长因子，诱导细胞分化获得晶状体上皮样细胞及晶状体样小体，并探索microRNA在晶状体分化中的作用。