研究人员报告说，他们已经使用来自人类干细胞的视网膜锥光感受器来恢复视网膜退化的小鼠的视力。他们正在设计一项临床试验，以测试将健康的锥状光感受器移植到老年黄斑变性患者身上是否能改善他们的视力。

其他的研究已经将来自干细胞的视网膜细胞移植到黄斑变性患者体内，但这项最新的研究是在小鼠身上移植锥状光感受器，而不是视网膜色素上皮。

“我们关注视锥细胞的原因是因为它们对人类视觉最重要，”罗宾·阿里说，他在伦敦国王学院研究细胞和基因治疗，并领导了这项研究，该研究发表在4月20日的《细胞报告》上。阿里对比了视锥细胞和视杆细胞的作用。视锥细胞使我们能够识别颜色，辨别他人的面孔，并在明亮的房间里看东西。视杆细胞是一种光感受器，在昏暗的光线下工作，有助于周边视觉。阿里说，杆状细胞变性的人可能会经历隧道视觉，而锥状细胞变性的人可能会完全失明。

最常见的眼疾与锥体衰退是黄斑变性。“如果你活得够久，你就会患上某种形式的黄斑变性，”阿里说。眼科医生有时可以减缓疾病的进展，但他们还不能逆转视力下降。

Ali和他的同事们想知道，分化成视锥细胞的干细胞是否能在一定程度上恢复视锥细胞不活跃的小鼠的视力。他们研制出了两种人类锥细胞的变体:一种来自功能正常、外观正常的胚胎干细胞，另一种是看起来正常但不能对光做出反应的对照型。这些对照视锥细胞来自一名40岁的色盲患者的外周血。色盲是一种导致部分或完全丧失色盲的疾病。

Ali的团队将这些视锥细胞移植到小鼠的视网膜中，这些小鼠被培养成患有晚期眼疾的老鼠，其视锥细胞完全没有功能。使用这些小鼠来控制现有视锥细胞的残留功能，而不是新移植的视锥细胞，对视力的改善起作用的可能性。为了确保小鼠不会对人类细胞产生免疫防御，他们也被培养成免疫缺陷。

研究人员在32只老鼠的视网膜中注射了功能锥细胞，在另外23只眼睛中注射了异常锥细胞。有时小鼠的双眼都接受了移植，有时只接受了一只。无论这两种视锥细胞是否起作用，它们都附着在视网膜上形成一个细胞团，这是健康眼睛的典型特征，也是在明亮光线下看东西的必要条件。

但一旦研究人员将小鼠暴露在光线下，这种相似性就结束了。在一项被称为微电视网膜图的眼部测试中，具有人类锥细胞功能的老鼠的视网膜对光有反应，而锥细胞功能不正常的老鼠的视网膜没有反应。在另一项测试中，收到功能锥细胞的老鼠在有选择的时候选择退回到一个黑暗的房间，这表明这些夜行动物像一般老鼠一样感觉到光线并避开它。相比之下，锥细胞缺陷的老鼠，大部分时间都在光照下。

“我只是对这项研究印象深刻。这些作者所做的那种控制——他们所做的努力，以确保对移植细胞的反应是完整的，纯粹的，真是令人惊讶，”马萨诸塞大学医学院的眼科医生Hemant Khanna说，他没有参与这个项目。Khanna说，他认为这项研究为实验设计设定了一个新的标准，在未来类似的工作将需要满足。

“我们花了20年的时间才真正达到这项研究的目的，这让我非常兴奋，”阿里说，他称这证明了移植的视锥细胞具有改善视力的能力。虽然Ali指出，目前还不具备大规模生产视锥细胞的能力，但他相信他的实验室能够生产出足够用于人体临床试验的视锥细胞。他的下一步是在未来几年内在英国招募16名参与者。

北德克萨斯大学健康科学中心的眼科医生Sai Chavala指出，干细胞衍生移植的一个问题是干细胞需要一段时间才能成熟为可以移植的细胞。在《自然》杂志于2020年发表的一项研究中，Chavala和他的同事们展示了将小鼠皮肤细胞直接转化为可移植到小鼠视网膜的光感受器的可能性，而不是先将皮肤细胞转化为诱导多能干细胞。在这项研究中，皮肤细胞被转化为杆状细胞而不是锥状细胞。

J. Ribeiro et al., “Restoration of visual function in advanced disease after transplantation of purified human pluripotent stem cell-derived cone photoreceptors,”Cell Rep, doi:10.1016/j.celrep.2021.109022, 2021.