视网膜单细胞图谱文献综述

 2022-11-04 10:11

文献综述(或调研报告):

1.背景简介

眼球壁分为外膜、中膜、内膜三层。视网膜位于眼球壁的最内层,分两部分:紧贴于脉络膜内面的部分,有感光作用,称视网膜视部。贴于虹膜和睫状体内面的部分无感光作用,称视网膜盲部。视网膜在胚胎发育早期是由前脑两侧的眼泡逐渐膨大,并局部内陷形成双层的眼杯衍化而成。眼杯由未来的视神经与大脑相连。以后,眼杯的外层演变为视网膜的色素上皮;眼杯的内层演变为视网膜的神经细胞层,两者共同组成视网膜。视网膜视部除中央凹和视神经盘外,主要由四层细胞组成,自外向内为:色素上皮层、视细胞层、双极细胞层和节细胞层。视网膜神经元主要分成五大类:视神经节细胞(GC)、双极细胞(BC)、水平细胞(HC)、光受体(视锥细胞,C;视杆细胞,R)、无长突细胞(AC)。(图1)这五大类细胞又可以分成约100个小类,但是只有不到一半的小类有明显的易于区分的标记分子。双极细胞是视细胞与节细胞之间的联络神经元,视杆与视锥细胞都通过终足和双极细胞发生突触联系,双极细胞再和神经节细胞建立突触联系。双极细胞可分为两种类型:弥散双极细胞(diffuse bipolar cell),其树突可与两个以上的视锥细胞形成突触联系;侏儒双极细胞(midget bipolar cell),其树突只和一个视锥细胞联系。

图1 视网膜结构示意图

2.人类视网膜单细胞图谱研究新进展

视网膜作为一种具有相当大的神经元多样性的简单易于获取的组织,脊椎动物视网膜是研究细胞发育,神经元分化和神经元多样化过程的优秀模型系统。单细胞方法在分析神经系统中的细胞类型时特别有用,还可能有助于通过在神经元祖细胞发育的早期阶段鉴定差异表达的基因和基因途径来阐明神经发育的机制。利用单细胞转录组数据结合传统分类先验知识可以绘制人视网膜神经细胞图谱及发现新神经细胞亚型。目前对于人的视网膜细胞单细胞图谱的研究主要是对胎儿、成人或干细胞诱导分化的视网膜细胞的研究。

2.1 胎儿视网膜单细胞图谱

2018年中国科技大学薛天团队和首都医科大学附属医院等单位合作, 10XGenomics转录组测序技术对12-27孕周胎儿视网膜组织进行单细胞测序(scRNA-seq),获取了25,296个单细胞的转录组数据。通过分析人的胎儿视网膜各个发育阶段的转录组学特征,他们发现转录能够驱动四种不同细胞类型的分化,并且 Muuml;ller胶质细胞(MG)可以作为早期视网膜发育的胚胎祖细胞;转录差异将视网膜祖细胞(RPC)分成不同的亚型,并利用这些信息重建RPC发育轨迹和细胞命运。

图2 妊娠12-27周胎儿视网膜细胞t-SNE图1

2.2 成人视网膜单细胞图谱

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