Регенерация линз - Lens regeneration

Обследование ребенка с катарактой

В регенерация из линза глаза изучались, в основном, у амфибий и кроликов с 18 века. В 21 веке были проведены экспериментальные медицинские испытания на людях, поскольку это многообещающий метод лечения катаракта, особенно у детей.

История

В 1781 г. Шарль Бонне обнаружил, что саламандра регенерировал глаз через год после того, как большая часть его, включая хрусталик, была удалена.[1] Винченцо Колуччи провел гистологическое исследование явления в тритоны, опубликовав свое открытие о том, что он регенерировал из ириса в 1891 году.[1] Затем Густав Вольф опубликовал несколько статей по этой теме, начиная с 1895 года, и эта форма возрождения теперь называется Вольфианское возрождение.[1]

Регенерация хрусталика у кроликов была впервые изучена французскими хирургами Кокто и Леруа-Д'Этиолем, начиная с 1824 года.[2] В кристаллин Содержимое капсулы хрусталика было удалено, но обнаружилось, что оно регенерируется в течение месяца.[3] С тех пор это явление изучали многие другие.[4] Кролик подходит для разработки хирургических методов на глазу, потому что с ним легко обращаться, а глаз у него сравнительно большой.[5] Исследования в кролики показали, что их хрусталик начнет восстанавливаться в течение двух недель после капсулотомия - хирургический метод, при котором материал хрусталика удаляется, а окружающая его капсула остается в основном нетронутой.[6] Новая линза была похожа на структуру, но ее форма могла быть неправильной.[6] Казалось, что заполнение капсулы во время регенерации способствует развитию более нормальной формы.[6] Было также установлено, что методика работает в приматы и поэтому был изучен как возможный метод лечения катаракта в людях.[6] Другие животные, у которых наблюдалась регенерация хрусталика, включают кошек, кур, собак, рыб, мышей, крыс и Лягушки Xenopus.[7]

Экспериментальные испытания

Методика регенерации хрусталика была опробована в сотрудничестве между Университет Сунь Ятсена и Калифорнийский университет в Сан-Диего который был опубликован в 2016 году.[8] Капсула хрусталика была проколота с меньшим разрезом, чем при традиционной хирургии катаракты - всего 1–1,5 мм - и осушена ее содержимое, что затрудняет зрение, вызывая катаракта. В остальном капсула осталась нетронутой, так как она выстлана эпителиальным слоем хрусталика. стволовые клетки, который затем воспроизводится для регенерации линзы. Методика успешно применялась в экспериментах на кроликах и макаки, а затем в испытании двенадцати детей младше двух лет в Китае, родившихся с катарактой. Рабочие линзы регенерируют в течение шести-восьми месяцев.[9][10]

У детей, получавших экспериментальную методику, было меньше осложнений, чем у 25 детей, получавших обычную операцию.[10] Дети - самые многообещающие объекты, потому что их стволовые клетки более сильны, чем у взрослых. Кроме того, обычное лечение детской катаракты с использованием искусственного хрусталика может вызвать осложнения у детей, потому что они все еще растут.[9] Этот метод еще предстоит опробовать на пожилых пациентах с возрастной катарактой, но ожидается, что он будет менее успешным. Взрослые катаракты сложнее удалить, а взрослые стволовые клетки хрусталика регенерируют медленнее.[10]

В пробирке техники

Другой метод регенерации - выращивание тканей глаза, таких как хрусталик, за пределами тела с последующей имплантацией. Это было опробовано в сотрудничестве между Осакский университет и Кардиффский университет.[9]

Механизмы

Регенерация хрусталика изучалась у нескольких видов позвоночных, особенно у тритон, который способен многократно восстанавливать идеальный объектив.[11] Одно исследование показало, что хрусталик тритона, который был извлечен и регенерирован 18 раз, неотличим от хрусталика контрольного тритона с точки зрения внешнего вида и экспрессии генов.[12] В таких случаях было обнаружено, что хрусталик полностью регенерирует из эпителиальный ячейки в роговица или же Ирис.[13] Механизмы сигнализации, которые контролируют этот процесс, включают: фактор роста фибробластов, Ежик, ретиноевая кислота, трансформирующий фактор роста бета и wnt.[13] В исследовании Haotian, Hong, Jie, Shan были проведены эксперименты на мышах, кроликах и культивируемых клетках человека, и было сообщено, что белки, производимые PAX6 и ИМТ1 гены были необходимы для регенерации существующих эпителиальных клеток хрусталика (LEC), выстилающих капсула хрусталика.[8]

Рекомендации

  1. ^ а б c Р. В. Рейер (2013), «Глаз амфибии: развитие и регенерация», в Крескителли (ред.), Зрительная система позвоночных, Springer Science & Business, стр. 310–311, 338–362, ISBN  9783642664687
  2. ^ Кокто; Леруа-д'Этиоль (1827 г.), Франсуа Мажанди (ред.), "Опыт родственников а-ля Reproduction du Cristallin", Journal de Physiologie Expérimentale et Pathologique, 7 (1): 30–44
  3. ^ Натан Рино Смит, изд. (Июль 1827 г.), «Возрождение кристаллического юмора», Ежемесячный журнал медицины и хирургии Филадельфии, 1 (2): 99
  4. ^ Петтит, Томас (июнь 1963 г.), "Исследование регенерации хрусталика у кролика", Исследовательская офтальмология и визуализация, 2: 243–251
  5. ^ Гвон, Арлин (2011 г.), «Кролик в хирургии катаракты / ИОЛ», Модели на животных в исследованиях глаз, Academic Press, стр. 184, 187, ISBN  9780080921037
  6. ^ а б c d Гвон, Арлин (2006), «Регенерация хрусталика у млекопитающих: обзор», Обзор офтальмологии, 51 (1): 51–62, Дои:10.1016 / j.survophthal.2005.11.005, PMID  16414361
  7. ^ Барбоса-Сабанеро; Хоффманн; Судить; Lightcap; Цонис; Дель Рио-Цонис (2012), «Регенерация хрусталика и сетчатки: новые перспективы с модельных организмов», Биохимический журнал, 447 (3): 321–334, Дои:10.1042 / BJ20120813, PMID  23035979
  8. ^ а б Хаотянь Линь; Хонг Оуян; Цзе Чжу; и другие. (2016), «Регенерация хрусталика с использованием эндогенных стволовых клеток с усилением зрительной функции», Природа, 531 (7594): 323–8, Дои:10.1038 / природа17181, ЧВК  6061995, PMID  26958831
  9. ^ а б c Галлахер, Джеймс (9 марта 2016 г.), Операция «Потрясающая» регенерация хрусталика глаза, Новости BBC
  10. ^ а б c Базиан (10 марта 2016 г.), Стволовые клетки, используемые для восстановления детских глаз после катаракты, Национальный центр здоровья, получено 10 марта 2016
  11. ^ Браун, Марк (13 июля 2011 г.), «Биологи 18 раз вытаскивают линзу тритона, чтобы проверить регенерацию», Проводной
  12. ^ Eguchi G, Eguchi Y, Nakamura K, Yadav MC, Millán JL, Tsonis PA (2011), «Регенеративная способность тритонов не изменяется при повторной регенерации и старении», Nature Communications, 2: 384, Дои:10.1038 / ncomms1389, ЧВК  3144589, PMID  21750538
  13. ^ а б Генри, Джонатан; Томас, Элвин; Гамильтон, Пол; Мур, Лиза; Перри, Кимберли (8 декабря 2012 г.), Клеточные сигнальные пути при регенерации хрусталика позвоночных, Актуальные темы микробиологии и иммунологии, 367, Springer, стр. 75–98, Дои:10.1007/82_2012_289, ISBN  978-3-642-35809-8, ISSN  0070-217X, ЧВК  4304700, PMID  23224710

дальнейшее чтение

  • Алиса Пебе, изд. (2014), Регенеративная биология глаза, Спрингер, ISBN  9781493907878
  • Динсмор, Чарльз (2007), История исследований регенерации: вехи развития науки, Издательство Кембриджского университета, ISBN  9780521047968