青光眼是全球第一位不可逆致盲性眼病。通過藥物或手術降低眼壓，以阻止進一步的損害一直是臨床唯一的治療方法。雖然有關神經保護的研究已經持續多年，但至今仍缺少肯定的結果。其他可能有效的治療主要為抗原接種誘導保護性自體免疫[1]和增加眼部血流[2]。最近十年，干細胞的突破性研究，例如，2008年美國《科學》雜志報道：從肌萎縮性(脊髓) 側索硬化癥病人體內提取的成熟細胞，經基因編程轉為具有增殖和分化成運動神經元的潛能（Dimos JT, 2008），使臨床醫師考慮到細胞替代療法治療神經變性疾病（包括青光眼）的可能性。所謂細胞替代療法是指用正常的細胞替代死亡的細胞以恢復原有的機體功能的方法。青光眼作為視網膜神經節細胞進行性凋亡（或死亡）性疾病，在理論上存在著應用細胞替代療法尤其是干細胞治療的可能性。

干細胞（stem cell）是具有自我更新、高度增殖和多向分化潛能的細胞群體。它既存在于胚胎發育階段，如胚胎干細胞（embryonic stem cells，ESC）及某些器官的前體細胞（progenitor cells），也存在于發育成熟的個體的某些部位，如造血干細胞、骨髓間充質干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells，MSC）、角膜緣干細胞和視網膜干細胞等。利用干細胞為種子細胞，生成新的組織，對病變組織進行替代、修復和功能重建，一直是研究的熱點。在眼部，很早就開始了干細胞在眼表損傷修復中的應用[3, 4]。最近，已有干細胞移植成功治療其他疾病的例子，如應用干細胞分化的心肌細胞治療心肌梗塞、運動神經元治療肌萎縮性側索硬化癥（ALS），以及干細胞治療脊髓損傷和Pakinson病。其治療策略均為采用外源性細胞替代或提供營養、改變細胞間質成分，以促進內源性修復[5]。這些成果為干細胞治療青光眼的視神經損害帶來了希望。

干細胞治療青光眼可能的作用位點應位于視網膜神經節細胞、視乳頭和小梁網。由于視網膜神經節細胞的死亡是青光眼性視神經損害、視野缺損的共同途徑，目前大部分研究集中于視網膜神經節細胞的替代治療。小梁網細胞重建則主要是替代變性的鞏膜-角膜細胞。值得關注的是，在人眼中還存在其他類型的干細胞。研究顯示，人眼小梁網可見分裂細胞，可能是干細胞[6，7]，其作用仍然是未知的。還可以利用干細胞，替代變性的視乳頭細胞（主要是星形膠質細胞）。此外，干細胞同時具有促進視神經髓鞘化的作用，可以恢復神經的傳導功能。

利用Medline檢索干細胞和視網膜相關研究的論文發現，近五年來，每年均發表相關論文120~130篇。研究證實，很多組織來源的干細胞都可以作為視網膜修復再生的種子細胞，如胚胎干細胞[8-10]，位于睫狀體[11, 12]和視網膜[13, 14]的視網膜前體細胞[15, 16]、神經干細胞[17]、骨髓間充質干細胞[18]，這些細胞在體外條件下均可以擴增并分化為多種視網膜組織細胞，為視網膜再生性治療提供了多樣性選擇。

一、幾種干細胞的潛在治療作用

（一）胚胎干細胞

胚胎干細胞是研究最早的干細胞（1998年），起源于胚泡的內細胞群，是機體發育過程中的全能干細胞，在精密調控下按時間和空間順序分化增殖構成機體各種組織器官。直接將胚胎干細胞移植入眼內，可以在眼內形成視網膜神經節細胞樣細胞，但有致瘤的危險[19]。Meyer等[20]將胚胎干細胞源的神經祖細胞注射到成年的遺傳性視網膜退變小鼠玻璃體腔內，16周后發現移植細胞與宿主視網膜整合，具有與視網膜神經元類似的形態結構和分布特征，表達特異性蛋白，并為變性視網膜提供細胞因子，從而提高光感受器細胞的功能。胚胎干細胞在體外能直接誘導分化為視網膜細胞及視網膜色素上皮（RPE）細胞，誘導分化的視網膜細胞移植后能整合進視網膜，并表達光感受器細胞標記物；誘導分化的RPE細胞移植到視網膜下可加強宿主光感受器細胞的存活[21, 22]。

然而，由于倫理道德問題和誘導分化可控性差等研究者不得不面對的問題，嚴重阻礙了胚胎干細胞的臨床上應用，如何調控胚胎干細胞向特定類型的細胞分化，如何分離純化分化的細胞，如何去除移植后細胞的致瘤性，這些都是有待于進一步研究的問題。

（二）神經干細胞

神經干細胞能夠在體外穩定的培養生長，還能被誘導分化成少突膠質細胞、星形膠質細胞和神經元[23]。神經干細胞移植治療視網膜疾病目前還處于實驗性研究階段。許多研究者均發現，來源于海馬、小腦增殖區的神經干細胞移植入正常新生和成年宿主、退變視網膜和損傷的視網膜中均表現出良好的生存能力，而且移植的細胞都能夠在宿主的視網膜中遷移、分化[24-26]。Nishida等[27]將海馬來源的干細胞注入到機械刮傷視網膜的成年鼠玻璃體腔內，發現移植的海馬干細胞整合到宿主視網膜內，多數移植細胞能表達Nestin、微管相關蛋白2ab、MAP5及膠質纖維酸性蛋白（GFAP），證明了移植干細胞向神經元和星形膠質細胞分化。然而，移植細胞都只是表達部分視網膜神經元的特異性標記物，提示移植的細胞還不具備有成熟視網膜神經元的功能。

（三）視網膜干細胞

2000年，Tropepe 等從成年小鼠睫狀體色素上皮區分離出視網膜干細胞。小鼠眼中存在100個這樣的細胞，而人眼中大約有10000個[28]。視網膜干細胞也可以從胚胎視網膜中分離出。Coles等[29]研究表明，視網膜干細胞可持續存在于人出生到老年，這些細胞可以從患者眼中得到，在體外可快速增殖，甚至不需附加生長因子。視網膜干細胞不能分化成大腦細胞，但將其移植入新生鼠及雞胚眼內后，細胞能整合進宿主視網膜各層，形態上分化為特定的視網膜細胞，并能表達部分光感受器細胞標記物Rom1，然而未能證實分化細胞具有光感受器細胞功能。

俞海燕等[30]將來自16～20周人胚胎的視網膜干細胞，分別進行有血清條件下體外誘導和用含RPE的眼杯模擬體內條件誘導。體外誘導下，視網膜干細胞可表達視網膜終末細胞標記PKCα、GFAP、Thy1，少數細胞表達nestin和MAP2；在模擬體內環境誘導后，視網膜干細胞則不僅表達上述細胞標記物，而且視紫紅質（rhodopsin）和突觸融合蛋白（syntaxin）表達陽性。Jing等[31]研究發現房水成分，特別是維生素C和一種30kDa的大分子蛋白，能增加體外培養視網膜前體細胞的增殖和生存能力。2006年R. E. MacLaren將來自發育中視網膜的前體細胞植入到視網膜變性鼠的視網膜下腔，這些移植細胞可以整合、分化成為視桿細胞，與受體視網膜形成樹突連接，從而改變視功能。

目前，視網膜干細胞移植已成為細胞替代治療視網膜變性的重要方向，然而其在體外控制其定向分化技術尚不成熟。移植入眼內后，分化的細胞在形態上雖具有成熟視網膜細胞特性，但尚未證實其能整合到視網膜外核層中，或分化為新的有功能的視網膜光感受器細胞，與宿主視網膜神經元發生功能性突觸關聯，從而改善視功能，這可能與成年哺乳動物的視網膜缺乏接受、整合和促進移植的干細胞分化為光感受器細胞的能力有關。尚缺乏視網膜干細胞移植替代視網膜神經節細胞的研究報告。

（四）骨髓間充質干細胞

1999年，Pittenger等[32]就發現，M1SCs能在小鼠視網膜內存活并能與原視網膜結構發生融合。Tomita等[33]用PKH-67標記了富含干細胞的骨髓細胞，注射到用機械損傷的成年大鼠視網膜下，2周后觀察到在損傷部位來源于骨髓的干細胞形成了新的視網膜細胞，外源的干細胞主要存在于損傷部位周圍的外核層，并表達GFAP、鈣結合蛋白、視紫質和波形蛋白。Arnhold等[34]將骨髓間充質干細胞移植入rho（-/-）鼠眼內，發現移植的細胞不僅能整合進RPE，而且在神經上皮各層均顯示出神經元和神經膠質細胞的形態，甚至能延緩光感受器細胞的變性。骨髓間充質干細胞因其具有多向分化潛能，取材方便豐富，避免倫理道德方面等優越性，因而在視網膜移植治療中有良好的應用前景。

（五）膠質細胞

視網膜膠質細胞具有釋放神經營養因子、吸收并降解神經興奮性毒性因子谷氨酸和分泌抗氧化劑谷胱甘肽的作用。最近研究顯示，如果經過誘導，膠質細胞和膠質細胞前體細胞[35，36]，也具有干細胞潛能，可以分化為神經細胞。因此，膠質細胞治療的潛在應用價值也是不容忽視的。

六、干細胞治療青光眼面臨的挑戰與困難

當然，干細胞在青光眼治療中的應用，不僅僅限于視網膜神經細胞的替代，目前，有研究利用干細胞移植增加局部微環境的神經營養因子、眼表干細胞治療青光眼小梁切除術后的濾過泡漏。

盡管干細胞在青光眼臨床的應用呼之欲出，但是，我們對干細胞的增殖、遷移、分化、免疫以及建立功能性細胞接觸的全過程還知之甚少。而維持干細胞生物安全（免除致畸致瘤致毒）的研究還缺乏。倫理一直是無法回避的問題。最近，誘導多功能干細胞（induced pluripotent stem cell, iPS）研究顯示成體細胞通過2~4個基因整合，可以轉為具有多向分化能力的干細胞[37-39]，從而避免了倫理問題。目前限制干細胞體內移植重構視網膜技術的關鍵點是：（1）干細胞移植到后，不能與視網膜有效整合而發揮功能[40]；（2）移植的干細胞不能有效地向神經細胞分化而大部分朝膠質細胞方向分化[41]；（3）干細胞移植區的微環境對干細胞的影響；（4）宿主對移植干細胞命運的調控；（5）干細胞的多向分化潛能使其具有潛在的致瘤性風險。

雖然干細胞已經成為醫學研究的熱點和重點，并展示了良好的臨床應用前景，然而，這些懸而未決的問題限制了干細胞移植技術的臨床應用。對于眼科醫師而言，只有解決了這些問題，青光眼的治療才能真正地進入干細胞時代。

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