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視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷是視網(wǎng)膜靜脈阻塞、糖尿病視網(wǎng)膜病變等視網(wǎng)膜缺血性疾病的典型病理生理過程。視網(wǎng)膜激光光凝術(shù)等傳統(tǒng)療法治療視網(wǎng)膜病變已有多年但療效有限，可能產(chǎn)生視野縮窄、視神經(jīng)萎縮等副作用。因此，亟需開發(fā)新型高效的視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷治療策略。視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷是多種視網(wǎng)膜疾病的共同病理機制。近日，中國科學(xué)院院士、過程工程研究所研究員馬光輝與北京朝陽醫(yī)院眼科主任陶勇團隊合作，基于大量眼內(nèi)液臨床樣本，設(shè)計并創(chuàng)制了工程化神經(jīng)干細(xì)胞外泌體CataKNexo，在動物模型上通過病灶部位的精準(zhǔn)靶向以及抗氧化損傷-神經(jīng)保護的雙效協(xié)同，為視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的治療提出了新思路。基于臨床發(fā)現(xiàn)，該團隊提出了工程化外泌體治療視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的新策略。團隊通過大量視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷患者的玻璃體液樣本研究發(fā)現(xiàn)，這些樣本的過氧化氫水平升高且過氧化氫酶活性降低，二者失衡程度高于其他氧化應(yīng)激指標(biāo)，這為團隊提供了抗氧化應(yīng)激損傷的靶標(biāo)。在小鼠模型中，團隊進一步驗證了上述發(fā)現(xiàn)，并觀察到視網(wǎng)膜外核層是氧化應(yīng)激損傷最嚴(yán)重的區(qū)域。在此基礎(chǔ)上，團隊創(chuàng)新設(shè)計了聚賴氨酸（K10）修飾和過氧化氫酶表達(dá)的神經(jīng)干細(xì)胞外泌體CataKNexo。經(jīng)玻璃體腔注射后，CataKNexo能夠富集到視網(wǎng)膜節(jié)細(xì)胞層，進而借助K10的滲透作用以到達(dá)外核層，利用過氧化氫酶的抗氧化功能和神經(jīng)干細(xì)胞外泌體的神經(jīng)保護作用，實現(xiàn)協(xié)同治療。為驗證CataKNexo的作用機制和療效，該團隊構(gòu)建了多種體內(nèi)/外模型。在體外模擬的視網(wǎng)膜三層結(jié)構(gòu)的Transwell模型中，CataKNexo通過K10介導(dǎo)的轉(zhuǎn)胞吞作用以到達(dá)外核層。在視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷小鼠模型中，CataKNexo抑制視網(wǎng)膜因過氧化氫引起的細(xì)胞死亡，并發(fā)揮神經(jīng)保護作用，使小鼠視網(wǎng)膜功能得到部分恢復(fù)。同時，團隊還構(gòu)建出視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷小型豬模型，CataKNexo同樣展現(xiàn)出抗氧化和視神經(jīng)保護作用。CataKNexo的研發(fā)，為治療視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷提供了新的思路和方法，其精準(zhǔn)靶向和協(xié)同治療特性在眼科領(lǐng)域具有科學(xué)意義和臨床潛力。上述成果尚處于動物水平的臨床前研究階段，實際臨床療效有待進一步研究。4月15日，相關(guān)研究成果發(fā)表在《細(xì)胞報告-醫(yī)學(xué)》（Cell Reports Medicine）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團隊計劃、北京市自然科學(xué)基金等的支持。論文鏈接CataKNexo理性設(shè)計、制備與協(xié)同治療效應(yīng)示意圖