Mitf作为人视网膜干细胞一种新标志物的研究

The retinal stem cells (RSCs) are relatively undifferentiated cells that have the capacity to self-renew and generate diverse retinal cell types. They could be found both in embryo at early stage of retinogenesis and adult. The former generate the retinal progenitors and then developed into a functional eye. An obvious and tough problem in front of the research in human RSCs is the absence of definitive markers to identify the RSCs. Thus a more definitive criterion should be found out to identify the RSCs. In our study, we have found out the transcription factor MITF coulddiscriminate the eye primordium from the NE. And with this new criterion, we are able to get bona fide RSCs that giving rise to all types of retinal cells through directed differentiation from hESCs. The new marker for RSC bring us hope for exploring the characters of RSCs as well as the medical use for therapy the retinal degeneration. Building a Mitf-GFP report hESCs cell line provides us a convenient tool to purify the RSCs. It will provide a critical model for the research of human RSCs.

视网膜来源于神经外胚层，受损后很难再生。人胚胎干细胞来源的视网膜干细胞，是细胞替代治疗视网膜退行性疾病的重要种子细胞，但对其生物学特性，尤其是其特征性标志物却所知甚少。为此，我们从早期人胚胎转录因子表达谱研究着手，通过大量筛查，发现在非常早期（胚胎第4周）的视网膜原基，即有转录因子MITF的高表达，并伴有眼区转录因子（EFTF）的高表达。业已知道，MITF为小眼畸形相关转录因子，是视网膜色素上皮（RPE）前体细胞的标志物。而我们认为，MITF也很有可能是人视网膜干细胞的标志物。为验证这一假说，我们拟在研究早期人眼发育转录因子表达谱的基础上，构建Mitf-GFP人胚胎干细胞报告细胞系，定向诱导分化为视网膜前体细胞，从中筛选、纯化、扩增、鉴定人视网膜干细胞，并对其生物学特性进行深入研究，为人视网膜早期发育的基础理论研究，及视网膜退行性变疾病的细胞移植治疗提供理论和实验依据。

视网膜干细胞是一类能保持未分化状态并且能自我更新、产生视网膜各种类型细胞的细胞。在胚胎早期发育过程中，视网膜干细胞居于视网膜细胞谱系的最顶端，最早产生的视网膜干细胞能在不断的发育过程中按照特定的顺序产生出节细胞，水平细胞，视锥细胞，无长突细胞，视感细胞，双极细胞和Mϋller胶质细胞。视网膜干细胞对细胞替代治疗视网膜神经退行性疾病带来曙光。但目前对视网膜干细胞的分子特性和内在特性仍所致甚少。我们的前期研究发现，早期人胚神经管侧壁刚突出形成视泡时，Mitf 就出现了高表达，我们提出了Mitf 有可能是视网膜干细胞的重要标志这一假设。为了验证这一设想，我们在先前早期人胚胎视网膜转录因子表达谱研究的基础上，应用人胚胎干细胞这一重要工具，在体外诱导分化成视网膜前体细胞过程中，采用分子生物学手段，对分化不同阶段的细胞转录因子表达规律进行研究，以验证Mitf 作为视网膜干细胞重要标志物的可能性，并以此标志筛选视网膜干细胞，为深入了解视网膜干细胞的生物学特性及其临床应用创造条件。研究结果表明，通过构建Mitf-GFP多能干细胞报告细胞系，我们能从人多能干细胞向视网膜细胞的诱导分化细胞中纯化出视网膜干细胞。经流式细胞技术分选，进一步对视网膜干细胞的内在特性和分化潜能进行研究，发现早期分别加入bFGF和ActivinA后，可以有效的诱导分化到神经视网膜和色素上皮层，说明具有Pax6+/MITF+/Sox1-特性的细胞具有向神经视网膜和色素上细胞分化的潜力。经过RNA测序研究，我们对视网膜干细胞的转录组，差异基因，细胞通路和差异表面分子都有了解。我们的研究为更深入了解视网膜干细胞特性，为视网膜干细胞的表面标志物筛选和临床实验探索提供了依据。本研究共发表相关论文6篇。