中山大学Nature发布再生医学重大成果

　　

生物通报道  来自中山大学、加州大学圣地亚哥医学院的研究人员，开发出了一种再生医学新方法来消除婴幼儿先天白内障，使得残存的干细胞能够再生出功能性晶状体。

研究人员已在动物身上及一个小型人类临床试验中对这一治疗方法进行了测试，相比于当前的标准疗法其引起手术并发症要少得多，且在12名接受这种新型手术的儿童白内障患者中再生的晶状体显示优越的视觉功能。这些研究结果在线发布在3月9日的《自然》（Nature）上。

现任职于加州大学圣地亚哥医学院的张康（Kang Zhang）教授，与中山大学的刘奕志（Yizhi Liu）教授是这篇论文的共同通讯作者。张康教授的主要研究领域为寻找新的黄斑变性、糖尿病视网膜病变和遗传性视网膜疾病致病基因和治疗方法。刘奕志教授从事眼科医疗、教学、科研及防盲工作30年，是国内最早开展白内障超声乳化联合人工晶体植入术的专家之一。

先天性白内障是儿童失明的一个重要的原因，患儿在出生时或不久会出现晶状体浑浊。浑浊的晶状体阻碍了光线到达视网膜及视觉信息传送至大脑，导致严重的视力损害。当前的治疗受到患者年龄及相关并发症的限制。大多数儿童患者在白内障手术后都需佩戴视力矫正眼镜。

张康教授说：“干细胞研究的最终目的是要开启个体自身干细胞的再生潜能来修复组织与器官及治疗疾病。”

在这项新研究中，张康、刘奕志教授及同事们利用了内源性干细胞的再生潜能。不同于其他的干细胞方法是在实验室中构建出干细胞，再将它们导入患者体内，存在病原体传播和免疫排斥一类的潜在障碍，内源性干细胞自然定位于损伤或问题部位。就人类的眼睛来说，晶状体上皮干细胞（LECs）在人的整个一生中都在生成替代晶状体细胞，不过这种细胞生成能力会随年龄的增长而衰退。

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当前的白内障手术主要是除去晶状体中的LECs；在婴幼儿体内这些残留细胞会无组织地再生长，无法产生有用的视力。在动物模型中证实LECs的再生潜能后，研究人员开发出了一种新型的微创手术方法，保留了晶状体囊（帮助赋予了晶状体发挥功能要求的形状）的完整性，并找到了一种方法刺激LECs生长并形成了能视物的新晶状体。

在随后对白内障动物的测试及一个小型人类试验中，他们发现新手术技术使得预先存在的LECs能够再生出功能性晶状体。特别值得注意的是，在人类试验中12名2岁以下的婴幼儿接受了新技术治疗，25名相似患儿接受了当前的标准手术治疗。标准治疗对照组术后炎症、早期高眼压、晶状体浑浊增加的发生率更高。

科学家们报告称，接受新手术治疗的12名婴幼儿并发症较少，康复更快，3个月后所有患者眼睛中都再生出了透明的双凸晶状体。

张康说：“这项工作的成功代表了再生人类新组织或器官及治疗人类疾病的一种新方法，有可能对利用我们自身身体再生力量的再生疗法产生广泛的影响。

张康说他和同事们现正在寻求将他们的研究工作扩展至治疗老年性白内障。老年性白内障是世界上主要的失明原因。当前有2000万美国人罹患白内障，每年有400多万台手术采用人工晶状体来替换浑浊的晶状体。

尽管取得了一些技术进展，很大一部分手术患者会在手术后视力欠佳，依赖于视力矫正眼镜才能做开车和/或读书一类的事情。“我们相信我们的新方法将促成白内障手术的范式转变，在未来为患者提供更安全、更好的治疗方案，”张康说。

近年，张康教授和刘奕志教授合作取得了不少重大的研究成果。2014年7月，他们证实WNT7A和PAX6在角膜上皮细胞命运决定中起至关重要的作用，并为治疗角膜疾病指出了一条新策略。这些研究结果发表在Nature杂志上（中山大学Nature揭示细胞命运决定因子 ）。2015年9月，二人将青光眼遗传学易感性与RGC死亡的潜在机制关联起来，提出了阐明青光眼发病机理的重要理论。这项研究发表在Molecular Cell杂志上（张康、刘奕志教授携手阐明青光眼发病机理 ）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Lens regeneration using endogenous stem cells with gain of visual function

The repair and regeneration of tissues using endogenous stem cells represents an ultimate goal in regenerative medicine. To our knowledge, human lens regeneration has not yet been demonstrated. Currently, the only treatment for cataracts, the leading cause of blindness worldwide, is to extract the cataractous lens and implant an artificial intraocular lens. However, this procedure poses notable risks of complications. Here we isolate lens epithelial stem/progenitor cells (LECs) in mammals and show that Pax6 and Bmi1 are required for LEC renewal. We design a surgical method of cataract removal that preserves endogenous LECs and achieves functional lens regeneration in rabbits and macaques, as well as in human infants with cataracts. Our method differs conceptually from current practice, as it preserves endogenous LECs and their natural environment maximally, and regenerates lenses with visual function. Our approach demonstrates a novel treatment strategy for cataracts and provides a new paradigm for tissue regeneration using endogenous stem cells.

张康教授

毕业于哈佛大学和麻省理工学院，获医学和遗传学双博士，现任美国加州大学圣地亚哥分校人类基因组医学研究所所长，眼科学和人类遗传学终身正教授。张教授主要研究领域包括寻找新的黄斑变性、糖尿病视网膜病变和遗传性视网膜疾病致病基因和治疗方法，在Nature, Science, Cell, New England Journal of Medicine, Nature Genetics, Nature Medicine, PNAS等杂志发表多篇文章。其中关于HTRA1基因是黄斑变性的主要易感基因的文章被告Science杂志评为2006年世界科学十大进展之一，曾获得Burroughs Wellcome基金会临床科学家转化型研究奖、防盲研究基金会Lew Wassserman成就奖、Charles Schepens视网膜研究成就奖、约翰•霍普金斯大学临床科学家研究奖。

刘奕志

男，主任医师，教授，中山大学中山眼科中心主任、眼科医院院长。博士，博士生导师，国务院特殊津贴专家。现任中华医学会眼科学分会委员，中华医学会眼科学会白内障和人工晶状体学组副组委，广东省医学会眼科学会副主任委员，《Euro Time》、《中华眼科杂志英文版》、《中华眼科杂志》、《中华眼视光学与视觉科学杂志》等杂志编委。从事白内障的医疗、教学、科研及防盲工作20多年，作为国内最早开展白内障超声乳化联合人工晶体植入术的专家之一。主要从事晶状体发育、晶状体再生、发育基因的调控、晶状体蛋白质组学以及后发障防治机理以及超声乳化手术对眼组织的影响、人工晶状体研发等研究，这些研究结果在国内外核心杂志发表论文130多篇，其中SCI 20篇；并获得国家科技进步奖、省科技进步一等奖等科技进步奖5项以及国家级专利2项，为解决白内障防治中的难题提供了新思维。