پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

میکروگلیا در سیستم عصبی مرکزی (CNS) قرار داشته و سلو‌ل‌های سیستم ایمنی ذاتی غالب و مسئول حفاظت از شبکیه هستند. با این حال، مدت‌هاست که چگونگی تکوین میکروگلیای چشمی موضوع قابل توجهی است. شیراکی و همکاران طی مطالعه‌ای‌، سلول‌های بنیادی چندتوان مشتق شده از انسان (hiPSCs) را بررسی کردند تا به سلول‌های SEAM (self-formed ectodermal autonomous multi-zone)، که تا حدی رشد چشم انسان را تقلید می‌کنند، گسترش یابند. نتایج آن‌ها نشان داد که سلول‌های شبه میکروگلیا به طور طبیعی در ارگانوئیدهای چشم‌مانند SEAM دوبعدی رشد می‌کنند، فاقد هر گونه اجزای عروقی می‌باشند. این سلول‌ها از این نظر منحصر به فرد هستند که کدکننده پروتئین PAX6 بوده اما دارای برخی از ویژگی‌های مزودرم می‌باشند. در مجموع، داده‌ها وجود یک سیستم ایمنی جدا شده و در حال توسعه به صورت موضعی در چشم را نشان می‌دهند که مستقل از عروق بدن و سیستم ایمنی عمومی است.

در این مطالعه، امکان ظهور سلول‌های شبه میکروگلیای چشمی کدکننده پروتئین PAX6، به طور طبیعی و موضعی در چشم فراهم شد. hiPSCها، ارگانوئیدهای شبه‌چشم SEAM دوبعدی را تشکیل داده و نشان می‌دهند که سلول‌های SEAM شامل سلول‌های PPM بوده که در شرایط تمایز ساده و طبیعی در غیاب هر نوع فاکتوری که گردش خون را تقلید می‌کند، خود به خود ظاهر می‌شوند. بنابراین سلول‌های PPM در غیاب عروق در ارگانوئیدهای SEAM مشتق از hiPSC رشد می‌کنند.

تحریک سلول‌های PPM توسط لیپوپلی‌ساکاریدها (LPS) هیچ پاسخ سیتوکاینی را برانگیخته نکرده و از این نظر، آنها برخلاف میکروگلیای طبیعی بوده‌اند. بنابراین سلول‌های PPM از میکروگلیا مشتق از مغز استخوان یا مزودرم متمایز هستند. همچنین سلول‌های PPM و سلول‌های میکروگلیای انسانی نامیرا، واکنش‌های متفاوتی در تحریک التهاب دارند.

تلاش‌های بیشتر برای بررسی عملکردهای این سلول‌ها ممکن است به درک بهتر سیستم ایمنی چشم کمک کند. در این مطالعه از یک مدل دو بعدی استفاده شد و مدل سه بعدی از کل چشم (شامل قرنیه، ملتحمه، شبکیه عصبی، اپیتلیوم رنگدانه شبکیه، لنز، و غیره) هنوز ساخته نشده است. توسعه یک مدل سه بعدی از رشد چشم انسان، امکان بررسی کامل‌تر سیستم ایمنی را فراهم می‌کند.

PAX6 به عنوان یک ژن کنترل کننده اصلی چشم در نظر گرفته شده و برای تکوین چشم ضروری است. این ژن برای تمایز اکثر رده‌های سلولی شبکیه مورد نیاز بوده و زمانی که در سلول‌های پیش‌ساز شبکیه غیرفعال شود، این سلول‌ها دیگر قادر به ساخت شبکیه نخواهند بود. علاوه بر این، PAX6 برای تمایز سلول‌های بنیادی جنینی انسان (ESCs) به نورواکتودرم ضروری و کافی بوده و یک فاکتور خصوصیات نورواکتودرمی عمومی در پستانداران است. بنابراین سلول‌های PPM که در SEAMهای مشتق شده از hiPSC ظاهر می‌شوند، احتمالاً منشأ نورواکتودرمی دارند، اما برخی از ویژگی‌های سلول‌های مزودرمی را نیز دارا می‌باشند. این نشان می‌دهد که برخی از میکروگلیاهای شبکیه، سلول‌هایی هستند که از نورواکتودرم مشتق شده‌ و برخی از خواص مزودرم را حفظ می‌کنند. این یافته‌ها به طور قابل توجهی درک ما را از منشاء سلول‌های میکروگلیاکه سیستم ایمنی CNS به ویژه شبکیه را تنظیم می‌کنند، و همچنین احتمال ایجاد سیستم ایمنی موضعی شامل سلول‌هایی مانند ماکروفاژهای ساکن در مغز یا سایر اندام‌ها را افزایش می‌دهد.

https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(21)00648-2