单细胞转录组测序在年龄相关性黄斑变性研究中的应用

年龄相关性黄斑变性(ARMD)是临床中常见的老年性致盲性眼病,可造成中心视力的不可逆丧失,其发病机制复杂,尚未阐明,治疗方法有限,诊疗效果不佳。传统的转录组测序方法基于细胞群体水平获得细胞群的平均差异,或反映数量占优势细胞的生物信息,而单细胞转录组测序(scRNA-seq)能对单个细胞的mRNA进行转录组分析,可用于发现新的细胞亚型、揭示细胞异质性、鉴定罕见细胞、理解细胞分化。本文简述了scRNA-seq的技术原理,及其在视网膜、脉络膜发育及ARMD研究中的应用,提出了该项技术的缺陷和新兴技术的发展趋势,为深入研究视网膜、脉络膜生理学、ARMD疾病病理生理学及其发病机制提供新的思路及视角,以期对ARMD的靶向治疗提供理论依据。     

单细胞转录组测序在眼科研究领域中的应用

单细胞转录组测序技术（single-cell RNA-sequencing，sc RNA-seq）是从单个细胞水平分析细胞转录组的表达谱，用于鉴定细胞特异性标记物，发现罕见细胞类型、细胞亚型，揭示细胞之间的差异表达，成为研究复杂生物体系细胞异质性的有效方法，已广泛应用于干细胞、器官发育、神经系统、肿瘤、免疫、微生物等多个研究领域。近年来，该技术在眼科研究领域的应用也日渐增多。随着现代分子生物学与生物信息学的进展，高通量、低成本、高效的商业化测序平台不断涌现。本文主要阐述sc RNA-seq的几项重要技术应用的优缺点和该技术在眼科研究领域中的应用。在未来的研究中，该技术可能扩展到更多的眼部相关疾病的研究中，逐渐应用于临床，指导疾病的诊断及治疗。     

视网膜单细胞转录组测序研究进展

视网膜由多类细胞组成, 每类细胞都有着独特的生物学功能。即使是同类细胞, 也会因遗传异质性导致细胞功能出现差异。以往传统的研究手段无法分辨这些差异, 有些细胞由于缺乏特异性分子标记或数量稀缺也难以定义, 阻碍了人们对这些细胞的认识及研究。随着生物技术的发展, 单细胞转录组测序技术可以获得单个细胞转录组表达谱、识别细胞间异质性、鉴别细胞亚类及稀有细胞群, 揭示每个细胞的转录组表达谱特征和功能差异, 剖析细胞的起源、功能及变异特征。可获得与疾病相关的特征性细胞亚类及特异性差异表达基因, 加深我们对疾病起因、发展的理解, 也为临床诊断及靶向治疗提供帮助。     

转录组学在糖尿病性视网膜病变研究中的应用

糖尿病性视网膜病变(DR)是工作年龄人群中最常见的致盲性眼病, 探索DR的发生和发展机制及其防治方法是眼科工作者的重要任务。转录组学在探索疾病发病机制、鉴定特异性标志物、寻找新的治疗靶点后预测疾病进展等方面可发挥重要作用, 已被广泛用于研究发育、疾病、肿瘤的生理病理机制及精准诊疗。本文针对转录组学在眼科疾病尤其DR的研究及诊疗中的应用进行概述和展望, 以期引起广大眼科工作者对转录组学更多关注, 推动其在眼科领域的应用并发挥积极作用。     

转录因子NF-κB与眼科疾病

眼科领域的研究重点已转移到探索疾病发生发展的分子生物学机制。转录因子NF κB由于参与了细胞凋亡、基因转录和表达的调控等细胞生理、病理过程而颇受重视。本文就转录因子NF κB在眼角膜内皮细胞凋亡 ,角膜后沉淀物的形成 ,小梁功能障碍而致青光眼的发生及视网膜新生血管形成等疾病中的作用作一综述。     

诱导多能干细胞分化为视网膜神经细胞和色素上皮细胞的研究现状

2006年,Yamanaka等将4个转录因子导入已分化的小鼠皮肤成纤维细胞,进而获得了类似于胚胎干细胞的多能干细胞,称之为诱导多能干(iPs)细胞.iPS细胞具有自我更新和分化的全能性,利用iPS细胞技术能够获得患者或者疾痫特异的多能性干细胞,这样可以避免移植过程中的免疫排斥问题,也避开了人类胚胎干细胞研究所带来的伦理问题.这些特点,使iPS细胞在损伤修复和组织再生的领域备受关注.眼科学者对iPS细胞的深入研究将会拓展其在眼科应用的前景,为临床眼科疾病的治疗提供新的思路和方法.     

反义技术在眼科的应用

随着分子生物学技术的发展和基因研究的不断深入,基因调控的问题越来越受到重视。已显示反义分子对基因有调控作用,以反义技术组建基因工程反义RNA或人工合成反义寡聚核苷酸,特异性地阻断基因的转录、翻译,可作为高度专一性的基因调控工具。本文对反义技术的概念及其在眼科领域中的应用作了简要介绍,以期对眼科领域的研究有所帮助。眼科学报1998;14:108—115。     

NF-κB在眼科领域的研究进展

核转录因子κB(nuclear factor-kappa B,NF-κB)是一种几乎存在于所有细胞中具有多向、多效调控作用的核转录因子。它可参与调控细胞的增生、分化、黏附、凋亡、炎症反应和免疫应答等生理病理过程,在机体的生长发育、炎症反应、免疫应答和肿瘤生长等方面发挥重要的作用。近些年的研究表明,NF-κB在眼科相关疾病的发病机制中占有重要的地位,尤其是眼表疾病、白内障、青光眼、葡萄膜炎、眼底疾病等,针对NF-κB活化的抑制可能成为眼科疾病治疗的新型靶点。本文将对NF-κB在眼科领域的研究报道进行综述。     

转录因子NF—kB与眼科疾病

眼科领域的研究重点已转移到探索疾病发生发展的分子生物学机制。转录因子ＮＦ－ｋＢ由于参与了细胞凋亡、基因转录和表达的调控等细胞生理、病理过程而颇受重视。本文就轨录因子ＮＦ－ｋＢ在眼角膜内皮细胞凋亡，角膜后淀淀物的形成，小梁功能障碍而致青光眼的发生及视网膜新生血管形成等疾病中的作用作一综述。     

视网膜损伤：外泌体转录组学的研究进展

衰老、缺氧、高糖刺激等多种因素导致的视网膜损伤过程中,外泌体发挥着重要作用。外泌体是一种纳米级的细胞外囊泡,包含微小RNA、环状RNA等多种转录产物,广泛参与视网膜色素上皮细胞损伤、新生血管形成、视网膜神经节细胞和光感受器细胞凋亡等过程。通过转录组学分析外泌体对视网膜损伤及修复的调控机制,识别糖尿病视网膜病变、青光眼等眼科疾病相关分子生物标志物,寻找新的治疗靶点,已成为视网膜研究的热点。因此,本文对外泌体转录组学在视网膜损伤中的研究进展进行综述。     

重视不同来源移植细胞在视网膜退行性疾病中的替代治疗作用

视网膜退行性疾病是导致不可逆性视力损害和失明的主要原因之一,尚无有效的治疗方法。细胞疗法因具有替代受损或丧失功能细胞的作用,在视网膜退行性疾病的再生医学中受到广泛关注。不同来源移植细胞的替代治疗在基础研究和临床试验中显示了一定的安全性和有效性,但仍存在伦理、免疫排斥、致瘤性等不足。病变区微环境也影响着移植细胞的存活,使细胞替代治疗的临床应用受到阻碍。随着移植细胞种类增加和移植技术更新,通过重编程、基因修饰、三维培养和生物支架等的应用,视网膜退行性疾病的细胞替代治疗效果得到不断优化。不同学科间交叉合作有效解决了不同来源移植细胞的一些潜在问题,在细胞悬液、细胞膜片和视网膜类器官替代治疗视网膜退行性疾病方面取得显著进展。     

器官芯片在眼科领域的研究进展

器官芯片是生命科学领域的新兴前沿科学,它利用微流控技术构建以模拟人体组织和器官功能为目标的集成微系统,可以为药物筛选和疫苗的有效性、安全性评估以及其他多种生物医学研究提供更接近人体真实生理和病理条件的低成本研究模型。器官芯片不仅可以模拟人体目标器官的三维微环境,而且具备样品消耗少、检测速度快、操作简便、多功能集成、精度高、自动化和便携等优点,拥有简化采集标本及诊断流程,助力提高医疗效果的巨大潜力。目前,微流控器官芯片技术正以惊人的速度快速发展,心脏、肾脏、肝脏、肺脏以及血管等全身多个器官组织相关芯片产品陆续研发成功。眼科领域的器官芯片研究目前集中在角膜相关疾病、视网膜及脉络膜疾病等。本文就器官芯片在眼科领域中的研究进展进行综述。     

磁共振成像在眼科常见疾病患者脑功能与结构研究中的应用

磁共振成像已被广泛应用于神经科学,可用来评估健康和疾病时个体脑的功能和结构改变.许多眼病患者常伴有视力下降和视野缺损的表现,当视觉信号出现异常后,其视觉通路和视皮层的功能和结构也会随之发生异常变化.本文对磁共振成像在眼科常见疾病患者脑功能与结构研究中的应用做一综述.     

Tissue engineered corneal epithelium derived from clinical-grade human embryonic stem cells

PurposeTo construct tissue engineered corneal epithelium from a clinical-grade human embryonic stem cells (hESCs) and investigate the dynamic gene profile and phenotypic transition in the process of differentiation.MethodsA stepwise protocol was applied to induce differentiation of clinical-grade hESCs Q-CTS-hESC-1 and construct tissue engineered corneal epithelium. Single cell RNA sequencing (scRNA-seq) analysis was performed to monitor gene expression and phenotypic changes at different differentiation stages. Immunostaining, real-time quantitative PCR and Western blot analysis were conducted to detect gene and protein expressions. After subcutaneous transplantation into nude mice to test the biosafety, the epithelial construct was transplanted in a rabbit corneal limbal stem cell deficiency (LSCD) model and followed up for eight weeks.ResultsThe hESCs were successfully induced into epithelial cells. scRNA-seq analysis revealed upregulation of ocular surface epithelial cell lineage related genes such as TP63, Pax6, KRT14, and activation of Wnt, Notch, Hippo, and Hedgehog signaling pathways during the differentiation process. Tissue engineered epithelial cell sheet derived from hESCs showed stratified structure and normal corneal epithelial phenotype with presence of clonogenic progenitor cells. Eight weeks after grafting the cell sheet onto the ocular surface of LSCD rabbit model, a full-thickness continuous corneal epithelium developed to fully cover the damaged areas with normal limbal and corneal epithelial phenotype.ConclusionThe tissue engineered corneal epithelium generated from a clinical-grade hESCs may be feasible in the treatment of limbal stem cell deficiency.     

铁死亡在眼科疾病中的应用研究进展

铁死亡是一种特殊类型的细胞死亡方式,其为依赖铁元素代谢紊乱,并以细胞内胞质和脂质的活性氧堆积为特征的调节性细胞死亡。本文综述了铁死亡概念的发展、铁死亡的机制及其在眼科疾病中的最新研究进展,包括角膜上皮、视网膜色素上皮细胞、糖尿病视网膜病变、视网膜缺血-再灌注损伤、青光眼、视网膜母细胞瘤、视网膜色素变性等,为临床上眼科医师对疾病的研究和防治开辟新的途径。     

视网膜感光神经节细胞研究进展

视网膜感光神经节细胞（intrinsically photosensitive retinal ganglion cells，ipRGCs）是哺乳动物视网膜上一种特殊类型的神经节细胞，它能表达一种视网膜色素蛋白即黑视素蛋白，因此具备自主对光产生反应的能力。ipRGCs本质上是光敏细胞，参与成像和非成像视觉过程。本文对ipRGCs的细胞分类、信号转导、中枢投射、生理功能以及其在疾病研究中最新的研究进展进行综述。     

GSDMD介导的细胞焦亡在眼科疾病中的研究进展

细胞焦亡是一种新的细胞死亡形式。2015年,gasdermin家族成员gasdermin D（GSDMD）蛋白作为焦亡的关键效应蛋白被发现,并引起了广泛关注。细胞中的GSDMD被激活的caspase-1、caspase-4、caspase-5、caspase-11裂解后,氨基末端转移至细胞膜上寡聚并形成孔隙,允许水分子等物质进入细胞,导致细胞膨胀、破裂从而引发细胞焦亡。本文就GSDMD的结构、作用机制、其与焦亡之间的关系以及GSDMD在眼科疾病中最新的研究进展进行综述,为眼科疾病的治疗提供新思路。