5月 22, 2022

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新视网膜细胞图助力精确治疗致盲疾病

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使用人工智能,研究人员分析了来自9个供体的RPE,并确定了5个RPE亚群。

图片来源:达维德·奥托兰博士

科技日报北京5月10日电 (实习记者张佳欣)美国国家眼科研究所(NEI)的科学家利用人工智能(AI)分析了单细胞分辨率的视网膜色素上皮(RPE)图像,创建了一个定位眼睛内每个亚群的参考地图,最终发现了RPE的5个亚群——一层滋养和支持视网膜感光器的组织。新发现将帮助科学家为特定的退行性眼病开发更精确的细胞和基因疗法。相关研究报告发表在近日的《美国国家科学院院刊》上。

“这些结果为了解不同的RPE细胞亚群及其对视网膜疾病的易感性,并开发有针对性的治疗方法提供了首个此类框架。”美国国立卫生研究院NEI主任迈克尔·F·江医学博士说。

当光线照射到排列在眼睛后部视网膜上的感受器(即视杆细胞和视锥细胞)时,视觉就产生了。RPE位于光感受器的下方,为单分子层。

年龄和疾病会引起RPE细胞的代谢变化,从而导致光感受器退化。这些RPE变化对视力的影响因严重程度和RPE细胞在视网膜中的位置而异。例如,迟发性视网膜变性主要影响周边视网膜,因此影响周边视力(即视野)。老年性黄斑变性(AMD)是导致视力丧失的主要原因之一,主要影响黄斑中的RPE细胞,而RPE细胞对中心视力(即形觉)至关重要。

此次,研究人员试图确定是否存在不同的RPE亚群,或可解释视网膜疾病的广泛表型。他们使用AI分析了来自9名没有重大眼病史的人类尸体供体的整个RPE细胞的形态,即细胞外部形状和尺寸,并确定了5个不同的RPE细胞亚群,分别称为P1-P5,其围绕黄斑中心凹(视网膜最敏感的区域)排列成同心圆。

他们还发现周边视网膜包含一圈RPE细胞(P4),其细胞区域与黄斑及其周围的RPE非常相似。研究人员表示,P4亚群的存在突显了视网膜周围的多样性,未来需要进一步了解P4亚群的作用。

接下来,他们分析了AMD患者的RPE。总体而言,相对于不受AMD影响的RPE细胞,AMD患者的RPE亚群趋于拥有更长的寿命。

研究还表明,不同的RPE亚群容易患上不同类型的视网膜退行性疾病。不过,AI可以在发生明显的变性之前检测到RPE细胞形态的变化。

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