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更新时间:2025-10-13
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人视网膜色素上皮细胞
人视网膜色素上皮细胞是位于视网膜最外层的单层立方上皮细胞,紧密贴附于脉络膜毛细血管层与视网膜感光细胞层之间,构成视网膜与脉络膜间的功能屏障。这类细胞虽不直接参与光信号的初始感知,却是视觉功能维持的 “幕后支撑者",通过营养供给、光信号辅助处理、视网膜稳态调控等作用,保障感光细胞的存活与功能正常;其结构损伤或功能异常是年龄相关性黄斑变性、视网膜色素变性等致盲性眼科疾病的核心病理基础,同时因可体外分离培养并保留体内核心功能,成为研究眼科疾病机制、开发靶向治疗方案的核心实验模型,在视觉科学基础研究与临床转化领域具有不可替代的价值。
从细胞来源与组织定位来看,这类细胞的发育与视网膜形成同步 —— 胚胎发育阶段,神经外胚层分化形成视网膜原基,其中外层细胞逐步特化为视网膜色素上皮细胞,最终形成单层排列的细胞层,位于视网膜感光细胞(视杆细胞与视锥细胞)的外侧。在成熟的视网膜结构中,这类细胞的形态与功能高度适配:细胞顶部通过微绒毛紧密包裹感光细胞的外节段,形成稳定的细胞间连接;底部则通过基底膜与脉络膜毛细血管层相连,便于物质交换;细胞内富含黑色素颗粒,可吸收进入眼内的多余光线,减少光散射对感光细胞的干扰,同时保护视网膜免受强光损伤。这种特殊的定位与结构,使这类细胞既能高效传递脉络膜的营养物质至视网膜,又能及时清除感光细胞代谢废物,维持视网膜微环境稳定。
在核心生物学功能方面,这类细胞的作用集中体现在 “感光细胞营养支持"“光信号辅助处理"“视网膜稳态维护" 三大维度。感光细胞营养支持是其最核心的功能 —— 感光细胞的外节段需持续更新,而更新过程所需的脂质、维sheng素 A 等营养物质,需依赖这类细胞从脉络膜毛细血管中摄取并转运至感光细胞;同时,这类细胞可合成并分泌血管内皮生长因子(VEGF)、色素上皮衍生因子(PEDF)等细胞因子,VEGF 可维持脉络膜毛细血管的完整性,保障营养供给通道畅通,PEDF 则能抑制异常血管增生,避免视网膜血管病变。光信号辅助处理是视觉形成的重要环节 —— 这类细胞可将血液中的全反式视huang醇转化为 11 - 顺式视huang醇,并转运至感光细胞内,参与视紫红质的再生过程;而视紫红质是感光细胞感知光信号的关键物质,其再生效率直接决定视觉的敏锐度与暗适应能力,若这类细胞功能异常,会导致视紫红质再生受阻,引发夜盲等症状。视网膜稳态维护是视网膜结构完整的保障 —— 这类细胞通过紧密连接形成物理屏障,阻止脉络膜毛细血管中的液体、蛋白质等物质异常渗入视网膜,避免视网膜水肿;同时,细胞可通过吞噬作用清除感光细胞外节段脱落的老化片段,防止代谢废物堆积对视网膜造成毒性损伤;此外,细胞内的黑色素颗粒能吸收未被感光细胞利用的光线,减少光氧化应激对视网膜细胞的损伤,降低光诱导的视网膜病变风险。
体外培养条件方面,这类细胞的培养需模拟视网膜外层的微环境,兼顾细胞形态与功能维持。细胞分离通常采用酶解结合机械剥离的方法 —— 取新鲜的视网膜组织,去除内层神经视网膜后,用胰dan白酶与 EDTA 混合液温和处理外层组织,使视网膜色素上皮细胞脱离基底膜,获得单细胞悬液;再通过差速贴壁法纯化细胞,去除可能混杂的感光细胞碎片与成纤维细胞,最终获得纯度达 90% 以上的细胞。体外培养时,基础培养基常选用 DMEM/F12 混合培养基,添加 10%-15% 胎牛血清以提供营养物质,同时需加入牛胰岛素(5μg/mL)、转铁蛋白(5μg/mL)等添加剂,维持细胞的上皮形态与黑色素合成能力;为模拟体内的贴附环境,培养皿需预先用纤连蛋白或胶原包被,促进细胞贴壁生长。培养环境需控制在 37℃恒温、5% CO₂浓度的培养箱中,培养基 pH 稳定在 7.2-7.4 之间,湿度保持在 50%-60%,避免强光直射细胞(防止黑色素颗粒光损伤)。需注意的是,体外培养的视网膜色素上皮细胞长期传代后易出现功能退化,如黑色素合成减少、吞噬能力下降,因此实验多选用传代 3-5 代以内的细胞;同时,需通过免疫细胞化学染色检测细胞特异性标志物(如细胞角蛋白 18、黑色素相关蛋白),验证细胞纯度与身份,确保实验结果可靠。
在科研与临床应用价值上,这类细胞是眼科研究的 “多功能工具",应用覆盖疾病机制解析、药物研发、细胞治疗等多个维度。在疾病机制研究中,这类细胞可用于构建眼科疾病模型 —— 通过紫外线照射或氧化应激处理细胞,模拟年龄相关性黄斑变性中细胞的氧化损伤过程,研究黑色素颗粒减少、VEGF 异常高表达等病理变化的分子机制;或通过基因编辑技术敲除与视网膜色素变性相关的基因(如 RPE65 基因),观察细胞视huang醇代谢障碍对感光细胞的影响,为疾病病因分析提供依据。在药物研发领域,这类细胞是眼科药物筛选的核心平台 —— 通过检测候选药物(如抗 VEGF 抗体、抗氧化剂)对细胞功能的调节作用,评估药物能否抑制细胞异常增殖、恢复黑色素合成或改善吞噬功能;同时利用细胞模型检测药物的毒性,避免药物对视网膜细胞造成损伤。在细胞治疗领域,这类细胞是视网膜退行性疾病治疗的潜在资源 —— 通过体外诱导多能干细胞分化为视网膜色素上皮细胞,移植到患者视网膜病变区域,替代受损的细胞,恢复营养供给与稳态调控功能;目前这类细胞移植治疗年龄相关性黄斑变性的临床研究已进入临床试验阶段,为致盲患者带来复明希望。此外,在眼科诊断技术开发中,这类细胞分泌的特异性蛋白(如 PEDF、VEGF)可作为眼科疾病的生物标志物,用于年龄相关性黄斑变性、糖尿病视网膜病变的早期诊断与病情监测。
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