年龄相关性黄斑变性（AMD）是视网膜最重要的中心区域——黄斑区发生退行性病变的一种疾病，常导致视力逐渐下降。这种疾病是50岁及以上成年人失明的最常见原因，全球约有1.96亿人受此影响。目前还无法治愈，但治疗可以减缓发病并保留一些视力。
这种疾病分为干性和湿性两种类型。所有的AMD都是从干性开始的。有些人（大约10%）继续发展为湿性AMD。湿性AMD的特点是色素上皮层下有活跃的新生血管，从而引起一系列渗出、出血、瘢痕改变。
最近，美国罗切斯特大学的研究人员在寻找AMD疗法方面取得了重大突破。他们开发出第一个三维的实验室模型，能够模拟受黄斑变性影响的视网膜部分。这项成果于本周一发表在《Cell Stem Cell》杂志上。
（图片来自原文）
他们的模型是将干细胞来源的视网膜组织和人类患者的血管网络放在一个三维“基质”中。值得注意的是，利用这种患者来源的3D视网膜组织，他们可以研究晚期新生血管性黄斑变性（湿性黄斑变性）的潜在机制。
研究人员还证明，与湿性黄斑变性相关的变化可以通过药物来靶向。罗切斯特大学的眼科学副教授Ruchira Singh表示：“一旦在大量样本中验证了这一点，我们就有希望开发出合理的药物疗法，甚至可能测试特定药物对每个患者的疗效。”
人类眼睛的两个区域受到AMD的影响。它们包括视网膜色素上皮（RpE）和脉络膜毛细血管（CC）。后者是位于RpE下方的一个支持系统，主要由向外部视网膜供血的毛细血管组成。
到目前为止，研究人员主要依靠啮齿动物的RpE-CC模型，但人类和啮齿动物的视网膜存在很大不同。Singh认为，有必要建立“一个将脉络膜毛细血管与视网膜色素上皮相整合的人类体外模型，以便了解受这种疾病影响的完整复合物”。
在之前的一项研究中，Singh的实验室仅使用了单一类型的视网膜细胞（患者来源的视网膜色素上皮）来证明早期和干性AMD的症状可以在培养中模拟，并且可能完全由RpE细胞功能异常引起。然而，脉络膜毛细血管层的作用仍然是一个谜。
于是，罗切斯特大学生物医学工程学教授Danielle Benoit的实验室设计出3D培养基质，能够安全地放置脉络膜毛细血管，并且“正确定位在整个脉管系统中”。Benoit表示：“我们还促进了RpE细胞在该模型中的粘附。这个贡献虽小，但很重要。”
这个模型为黄斑变性病因的争论提供了一个可能的解决方案。研究人员首次发现，仅RpE细胞中的缺陷就足以引起这种疾病。Singh说:“你可以拥有完全正常的脉络膜毛细血管，但如果你的RpE功能失调，就会导致脉络膜毛细血管功能异常。”
之后，他们在人类视网膜模型中使用了湿性AMD患者的血液样本。他们的数据首次表明，来自患者血液的因子可以独立地促进湿性AMD的发展。最后，他们确定FGF2和MMp（基质金属蛋白酶）是治疗AMD的潜在靶点。
基于这些合作，研究人员成功建立了患者来源的RpE-CC复合物模型，并在人类模型中模拟了黄斑变性的各个方面，有助于了解特定细胞类型和血液来源因子在黄斑变性发展中的作用。
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3D ipSC modeling of the retinal pigment epithelium-choriocapillaris complex identifies factors involved in the pathology of macular degeneration
https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.02.006