通过 3D 培养眼部畸形患者 hiPSC 衍生的视囊类器官来模拟眼部发育疾病 (OrganoEye)

眼睛执行视觉功能的能力取决于其三维结构。 眼形态发生是一个复杂的过程，早在人类胚胎生命的第 4 周就开始了，需要涉及高度保守基因的各种胚胎学多样化组织之间的协调相互作用 (Cardozo MJ, 2023)。 由于遗传、毒性或环境因素，眼睛发育的任何阶段受到干扰，都可能导致眼球的生长或形成缺陷。 最常见的眼部发育异常包括微小眼球缺失、缺损、眼前节发育不全和无虹膜（Plaisancie J，2019）。 大多数这些异常都是遗传起源的。 了解这些疾病的主要障碍是缺乏易于取样的组织，这将允许表达分析和潜在分子机制的研究。

在这组病理学中，直到最近，对病理生理学机制和治疗发展的了解还相当有限，并且几乎完全依赖于转基因动物模型的建立，这是一个漫长、昂贵且繁琐的过程。 此外，该模型的常规诊断用途在医院环境中是不可行的。 因此，有必要开发新的工具和模型来促进对这些病理的理解和管理。 现在，使用人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 可以通过生成 3D 细胞模型来了解早期器官发育的复杂性。 事实上，最近的研究表明，hiPSC 衍生的脑类器官在特定的培养环境中保留了发育视神经泡 (OV) 的内在能力，模仿早期生理性眼部发育并包含各种眼部组织 (Gabriel E, 2021)。

因此，在研究病理生理机制及其在临床前试验中的应用时，视泡类器官（OVBO）模型代表了动物模型的首选替代方案。 除了伦理和经济考虑之外，后者还有许多优点，特别是允许直接从患者细胞研究缺陷机制（精准医学）。 研究人员已经从对照 hiPSC 系开发了 OVBO 模型，并在“生理”条件下表征了该模型。

理解该模型并证明其在患者中的实用性的下一步依赖于研究 OVBO 模型中的诱导表型，该模型是由具有遗传特征的眼部畸形患者的 hiPSC 生成的。 这些“病理性”OVBO 模型将允许对这些患者所涉及的分子和细胞基础进行详细研究。 一旦该模型在眼睛发育病理学建模中的相关性得到证实，研究人员将尝试证明 OVBO 模型可以在临床前试验中替代小鼠模型。