来源：《现代干细胞与再生医学》庞希宁徐国彤付小兵
编辑：中科政兴
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本文主要介绍视网膜、晶状体、角膜的干细胞再生修复治疗。
首先说明干细胞治疗开展的最初阶段应该优先考虑符合以下条件的疾病：
需要的目的细胞量较少：干细胞反复传代中容易发生基因组的改变，静脉输入后靠归巢效应进行治疗所需要的天文数字的细胞全靠定向诱导分化传代并不现实。（眼部移植所需干细胞数量少，无此问题）
病变组织的结构特点利于供体细胞准确到位：目前的技术靠计算机辅助三位定位仍然很难准确将供体细胞移植到较深的病变组织。（眼部的视网膜下腔是个理想的干细胞再生治疗部位）
病变组织的微环境特点有利于供体细胞存活：无法回避异体干细胞治疗的免疫反应问题。（眼睛是机体内少有的免疫豁免器官）
病变组织器官的功能检查简便、指标明确：要准确判断疗效需要明确的指标证明。（眼部疾病检查方便明确，干细胞疗效有说服力）
干细胞治疗后出现肿瘤等问题可早期发现并有办法干预：体内大多数器官的代偿能力很强，部分病变是常没有症状，深藏的肿瘤更不容易在常规检查中发现。（眼部若发生细胞异常增殖时患者很早就能感觉到症状及时就医，而且眼科技术设备消除肿瘤较容易）
局部治疗时对全身的影响较小：相比全身的干细胞治疗可能发生的供体来源肿瘤，眼内发生的情况对全身的影响小。
一、视网膜
利用自体眼内干细胞诱导分化或利用眼组织其他细胞转分化这两种策略实现的临床视网膜再生治疗，即使研发成功，也可能受到应用上的限制。一是哺乳动物视网膜再生修复机制比非哺乳动物极大地减弱，二是很多视网膜疾病会同时损伤视网膜干细胞及其他眼部细胞。因此多用其他来源干细胞进行治疗。
胚胎干细胞来源的视网膜细胞
诱导性多能干细胞来源的
成体干细胞来源的：骨髓间充质、脐带间充质、脂肪间充质
有研究表明，移植后整合到宿主视网膜最好的细胞是“新生”的光感受器细胞，即由视网膜前体细胞（RPC）分化出来几天之内的视杆细胞和视锥细胞。对新近从hESCI分化而来的光感受器细胞进行纯化，不但有利于光感受器细胞在移植后的视网膜整合，而且由于光感受器细胞是有丝分裂后细胞，发生畸胎瘤的危险几乎可以被排除。经纯化和进一步分化成熟为视网膜前体细胞时仍有约2/3的致瘤率，但主要是神经性瘤。进一步用Dkk1抑制Wnt信号通路，则神经瘤发生率非常显著的降低到约3%，移植细胞存活并整合到视网膜中发挥治疗作用的比例提高到约90%。
二、晶状体
体内晶状体的再生严格限定于背侧虹膜。体外的腹侧虹膜在实验条件下能够再生晶状体，而体内的腹侧虹膜在同样条件下不能够再生晶状体，说明腹侧虹膜PEC仍保持再生晶状体的能力，体内的微环境因子抑制其再生。
三、角膜
在缺乏角膜缘组织的情况下，角膜上皮损伤后不能完全再生。有实验表明，中央角膜上皮移植物能够表现出结膜或表膜的表型，这取决于它们所处的微环境。角膜基质损伤后不能再生。角膜细胞虽能够增殖，但产生瘢痕组织使角膜混浊，影响视力。上皮和基质之间的相互作用在损伤角膜上皮再生过程中必不可少。这些相互作用主要由上皮细胞和角膜细胞分泌的旁分泌生长因子介导。角膜细胞能够上调肝细胞生长因子(HGF)和角质形成细胞生长因子(FGF-7)的表达，调节上皮细胞的运动、增殖和分化。
同种异体角膜移植治疗角膜盲是最成功和最被广泛接受的一类治疗，即用透明的供体角膜替代混浊的角膜，重建患者的视力。尽管角膜移植在短期内通常比较成功，但由于排斥反应仍使10%的手术失败。在高风险排斥患者、自身免疫病患者、碱烧伤、干细胞缺乏、角膜新生血管及反复角膜移植等情况下，角膜移植的失败率更高。此外，供体来源严重短缺和潜在的感染也进一步限制了角膜移植的广泛开展。从发展趋势看，未来的供体角膜会进一步减少，而对角膜的需求可能会增加。一方面，随着人口老龄化，角膜捐赠者年龄会更大，而老年人角膜不适合作为供体。同时，这个人群的人往往会因为患角膜疾病的机会更多而成为角膜的需要者。另一方面，接受角膜激光手术的患者不断增加，也使能用于角膜移植的供体眼进一步减少。所以干细胞治疗是能够代替角膜移植的主要方式。
1.基于自身组织的角膜再生
目前认为角膜组织中只有上皮细胞层和后弹力层具有再生能力。角膜上皮的表层终末分化细胞在自然情况下就不断死亡并脱屑丢失。基底层的柱状细胞不断增殖以补充表层细胞。而基底层的柱状细胞则由LSC的增殖分化、沿基底膜向心性迁移来补充。
已发现在神经营养性角膜病、糖尿病性角膜病以及外伤引起的角膜上皮损伤修复等过程中，纤连蛋白神经肽P物质和IGF-1均有促进角膜上皮细胞迁移、促进角膜上皮伤口修复的作用。利用这类因子制成的眼药，可促进角膜损伤的修复。
基于目前的认识，角膜基质层和内皮细胞层尚不能依赖自体细胞修复。当角膜受到外伤或医源性损伤时，角膜上皮细胞产生TGF-B1和PDGF等细胞因子，诱导角膜基质细胞转变为肌成纤维细胞，通过收缩减少伤口创面、促进愈合，但同时也破坏了角膜基质的正常结构而导致角膜混浊。临床上可采用丝裂霉素C诱导肌成纤维细胞凋亡和抑制肌成纤维细胞生成以维持角膜透明，但要选择好时间，以避免减缓修复过程。
2.基于自然材料联合细胞的角膜再生治疗
另一类很有前景的角膜替代物是使用全自然材料和细胞制备的，即使用基质细胞和适当的营养物质/因子以诱导形成胶原板层和其他细胞外基质，并用上皮细胞覆盖。这一模型能重现自然人角膜的组织结构，也能准确地重现损伤的修复过程，是研究损伤修复或筛选调控损伤修复因子，或在动物实验前进行筛选的有用模型。用类似的方法，已可制备出人原代角膜成纤维细胞整合的材料。数星期就可以培养出高度细胞化、形态学上类似于哺乳类角膜基质的多层结构。
3.干细胞治疗角膜疾病
角膜缘干细胞（LSC）：由于LSC是角膜上皮细胞增殖和分化的源泉，当各种致病因素引起LSC缺乏或功能障碍时，角膜上皮修复能力受损，导致角膜上皮缺损、溃疡、角膜混浊等而致盲。此时的治疗需要从自体或异体获取LSC进行移植。
其他干细胞治疗包括移植多能干细胞诱导分化产生的角膜干细胞及角膜基质干细胞直接注射治疗。
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