Регенерация хрусталика

Регенерацию . хрусталика глаза изучают, преимущественно у земноводных и кроликов, с XVIII в В 21 веке на людях были проведены экспериментальные медицинские испытания, поскольку это многообещающий метод лечения катаракты , особенно у детей.

История

В 1781 году Шарль Бонне обнаружил, что саламандра регенерировала глаз через год после того, как большая часть его, включая хрусталик, была удалена. ^{[ 1 ]} Винченцо Колуччи провел гистологическое исследование этого явления у тритонов , опубликовав в 1891 году свое открытие о том, что они регенерировали из радужной оболочки. ^{[ 1 ]} Затем Густав Вольф опубликовал несколько статей по этой теме, начиная с 1895 года, и эта форма регенерации теперь называется регенерацией Вольфа . ^{[ 1 ]} Вопрос приоритета между Колуччи и Вольфом более подробно рассматривается Холландом (2021). ^{[ 2 ]}

Регенерацию хрусталика у кроликов впервые изучали французские хирурги Кокто и Леруа-Д'Этиоль еще в 1824 году. ^{[ 3 ]} Кристаллическое . содержимое капсулы хрусталика было удалено, но было обнаружено, что оно регенерирует в течение месяца ^{[ 4 ]} Кролик подходит для отработки хирургических методов на глазу, поскольку с ним легко обращаться и его глаз сравнительно большой. ^{[ 5 ]} Исследования на кроликах показали, что их хрусталик начнет регенерировать в течение двух недель после капсулотомии — хирургического метода, при котором материал хрусталика удаляется, но окружающая его капсула, содержащая его, остается практически нетронутой. ^{[ 6 ]} Новая линза по устройству была похожа на конструкцию, но форма ее могла быть неправильной. ^{[ 6 ]} Заполнение капсулы во время регенерации, по-видимому, способствовало развитию более нормальной формы. ^{[ 6 ]} Было также обнаружено, что этот метод работает на приматах , и поэтому его изучали как возможный метод лечения катаракты у людей. ^{[ 6 ]} К другим животным, у которых наблюдалась регенерация хрусталика, относятся кошки, куры, собаки, рыбы, мыши, крысы и лягушки Xenopus . ^{[ 7 ]}

Экспериментальные испытания

Техника регенерации хрусталика была опробована в сотрудничестве между Университетом Сунь Ятсена и Калифорнийским университетом в Сан-Диего и была опубликована в 2016 году. ^{[ 8 ]} Капсулу хрусталика прокалывали меньшим разрезом, чем при обычной хирургии катаракты – всего 1–1,5 мм – и дренировали ее содержимое, что приводило к затуманиванию зрения и развитию катаракты . В остальном капсула осталась нетронутой, поскольку она выстлана эпителиальными стволовыми клетками хрусталика , которые затем размножались для регенерации хрусталика. Этот метод был успешно применен в экспериментах на кроликах и макаках , а затем в исследовании двенадцати детей в возрасте до двух лет в Китае, родившихся с катарактой. Рабочие линзы регенерируют в течение шести-восьми месяцев. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

У детей, получавших экспериментальное лечение, наблюдалось меньше осложнений, чем у детей, получавших традиционное хирургическое вмешательство. ^{[ 10 ]} Дети являются наиболее многообещающими субъектами, поскольку их стволовые клетки более энергичны, чем у взрослых. Кроме того, традиционное лечение катаракты у детей с использованием искусственного хрусталика может вызвать осложнения у детей, поскольку они все еще растут. ^{[ 9 ]} Эту технику еще предстоит опробовать на пожилых пациентах с возрастной катарактой, но ожидается, что она будет менее успешной. Катаракту у взрослых удалить труднее, а стволовые клетки хрусталика взрослых регенерируют медленнее. ^{[ 10 ]}

in vitro Методы

Другой регенеративный метод заключается в выращивании тканей глаза, таких как хрусталик, вне тела и последующей их имплантации. Это было опробовано в сотрудничестве между Университетом Осаки и Университетом Кардиффа . ^{[ 9 ]}

Механизмы

Регенерация хрусталика изучалась у нескольких видов позвоночных, особенно у тритона , который способен многократно регенерировать идеальный хрусталик. ^{[ 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 ]} Было обнаружено, что в таких случаях хрусталик полностью регенерирует из эпителиальных клеток роговицы или радужной оболочки . ^{[ 13 ]} Сигнальные механизмы, которые контролируют этот процесс, включают фактор роста фибробластов , хэджхог , ретиноевую кислоту , трансформирующий фактор роста бета и wnt . ^{[ 13 ]} В исследовании Хаотяня, Хонга, Цзе и Шаня проводились эксперименты на мышах, кроликах и культивируемых клетках человека и сообщалось, что белки, продуцируемые генами PAX6 и BMI1, необходимы для регенерации существующих эпителиальных клеток хрусталика (LECs), выстилающих капсулу хрусталика . ^{[ 8 ]}

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с 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
^ Холланд, Николас (2021), «Мемуары Виченцо Колуччи 1886 года, О регенерации конечностей и хвоста у тритонов, аннотированные и переведенные на английский язык как: О регенерации конечностей и хвоста у саламандр», Европейский зоологический журнал , 88 : 837 –890, doi : 10.1080/24750263.2021.1943549 , S2CID 238904520
^ Кокто; Лерой-Д'Этиоль (1827), Франсуа Мажанди (редактор), «Опыт, связанный с воспроизведением хрусталика», Журнал экспериментальной и патологической физиологии , 7 (1): 30–44.
^ Натан Рино Смит , изд. (Июль 1827 г.), «Возрождение хрустального юмора», Ежемесячный журнал медицины и хирургии Филадельфии , 1 (2): 99
^ Гвон, Арлин (2011), «Кролик в хирургии катаракты/ИОЛ», Модели животных в исследованиях глаз , Academic Press, стр. 184, 187, ISBN 9780080921037
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Гвон, Арлин (2006), «Регенерация хрусталика у млекопитающих: обзор», Обзор офтальмологии , 51 (1): 51–62, doi : 10.1016/j.survophthal.2005.11.005 , PMID 16414361
^ Барбоса-Сабанеро; Хоффманн; Судить; Световой колпачок; Цонис; Дель Рио-Цонис (2012), «Регенерация хрусталика и сетчатки: новые перспективы модельных организмов», Biochemical Journal , 447 (3): 321–334, doi : 10.1042/BJ20120813 , PMID 23035979
^ Перейти обратно: ^а ^б Хаотянь Линь; Хун Оуян; Цзе Чжу; и др. (2016), «Регенерация хрусталика с использованием эндогенных стволовых клеток с усилением зрительных функций», Nature , 531 (7594): 323–8, Bibcode : 2016Natur.531..323L , doi : 10.1038/nature17181 , PMC 6061995 , PMID 26958831
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Галлахер, Джеймс (9 марта 2016 г.), «Потрясающая» операция восстанавливает хрусталик глаза , BBC News
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Базиан (10 марта 2016 г.), Стволовые клетки, используемые для восстановления глаз детей после катаракты , Национальная служба здравоохранения , заархивировано из оригинала 11 марта 2016 г. , получено 10 марта 2016 г.
^ Браун, Марк (13 июля 2011 г.), «Биологи 18 раз вытаскивают глазную линзу тритона, чтобы проверить регенерацию» , Wired
^ Эгучи Г., Эгучи Ю., Накамура К., Ядав М.К., Миллан Дж.Л., Цонис П.А. (2011), «Регенеративная способность тритонов не изменяется в результате повторной регенерации и старения», Nature Communications , 2 : 384, Bibcode : 2011NatCo...2 ..384E , doi : 10.1038/ncomms1389 , PMC 3144589 , PMID 21750538
^ Перейти обратно: ^а ^б Генри, Джонатан; Томас, Элвин; Гамильтон, Пол; Мур, Лиза; Перри, Кимберли (8 декабря 2012 г.), «Клеточные сигнальные пути при регенерации хрусталика позвоночных», Новые перспективы регенерации , Актуальные темы микробиологии и иммунологии, том. 367, Springer, стр. 75–98, номер документа : 10.1007/82_2012_289 , ISBN. 978-3-642-35809-8 , ISSN 0070-217X , PMC 4304700 , PMID 23224710

Дальнейшее чтение

Алиса Пебай, изд. (2014), Регенеративная биология глаза , Springer, ISBN 9781493907878
Динсмор, Чарльз (2007), История исследований регенерации: вехи эволюции науки , Cambridge University Press, ISBN 9780521047968

[Reyer-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с 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

[Holland-2] Холланд, Николас (2021), «Мемуары Виченцо Колуччи 1886 года, О регенерации конечностей и хвоста у тритонов, аннотированные и переведенные на английский язык как: О регенерации конечностей и хвоста у саламандр», Европейский зоологический журнал , 88 : 837 –890, doi : 10.1080/24750263.2021.1943549 , S2CID 238904520

[Cocteau-3] Кокто; Лерой-Д'Этиоль (1827), Франсуа Мажанди (редактор), «Опыт, связанный с воспроизведением хрусталика», Журнал экспериментальной и патологической физиологии , 7 (1): 30–44.

[Philly-4] Натан Рино Смит , изд. (Июль 1827 г.), «Возрождение хрустального юмора», Ежемесячный журнал медицины и хирургии Филадельфии , 1 (2): 99

[rabbit-5] Гвон, Арлин (2011), «Кролик в хирургии катаракты/ИОЛ», Модели животных в исследованиях глаз , Academic Press, стр. 184, 187, ISBN 9780080921037

[SO-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Гвон, Арлин (2006), «Регенерация хрусталика у млекопитающих: обзор», Обзор офтальмологии , 51 (1): 51–62, doi : 10.1016/j.survophthal.2005.11.005 , PMID 16414361

[BJ-7] Барбоса-Сабанеро; Хоффманн; Судить; Световой колпачок; Цонис; Дель Рио-Цонис (2012), «Регенерация хрусталика и сетчатки: новые перспективы модельных организмов», Biochemical Journal , 447 (3): 321–334, doi : 10.1042/BJ20120813 , PMID 23035979

[nature-8] Перейти обратно: ^а ^б Хаотянь Линь; Хун Оуян; Цзе Чжу; и др. (2016), «Регенерация хрусталика с использованием эндогенных стволовых клеток с усилением зрительных функций», Nature , 531 (7594): 323–8, Bibcode : 2016Natur.531..323L , doi : 10.1038/nature17181 , PMC 6061995 , PMID 26958831

[BBC-9] Перейти обратно: ^а ^б ^с Галлахер, Джеймс (9 марта 2016 г.), «Потрясающая» операция восстанавливает хрусталик глаза , BBC News

[NHS-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с Базиан (10 марта 2016 г.), Стволовые клетки, используемые для восстановления глаз детей после катаракты , Национальная служба здравоохранения , заархивировано из оригинала 11 марта 2016 г. , получено 10 марта 2016 г.

[wired-11] Браун, Марк (13 июля 2011 г.), «Биологи 18 раз вытаскивают глазную линзу тритона, чтобы проверить регенерацию» , Wired

[pmid21750538-12] Эгучи Г., Эгучи Ю., Накамура К., Ядав М.К., Миллан Дж.Л., Цонис П.А. (2011), «Регенеративная способность тритонов не изменяется в результате повторной регенерации и старения», Nature Communications , 2 : 384, Bibcode : 2011NatCo...2 ..384E , doi : 10.1038/ncomms1389 , PMC 3144589 , PMID 21750538

[signal-13] Перейти обратно: ^а ^б Генри, Джонатан; Томас, Элвин; Гамильтон, Пол; Мур, Лиза; Перри, Кимберли (8 декабря 2012 г.), «Клеточные сигнальные пути при регенерации хрусталика позвоночных», Новые перспективы регенерации , Актуальные темы микробиологии и иммунологии, том. 367, Springer, стр. 75–98, номер документа : 10.1007/82_2012_289 , ISBN. 978-3-642-35809-8 , ISSN 0070-217X , PMC 4304700 , PMID 23224710

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]