本文属于类型a：单一原创研究（original research）。

报告作者与发表信息：本文由中国人民解放军总医院第三医学中心的高立雄（Lixiong Gao）、北京放射医学研究所的李宏宇（Hongyu Li）等研究者共同完成，通讯作者为奚佳飞（Jiafei Xi）和李朝辉（Zhaohui Li）。研究于2026年发表在《Stem Cell Research & Therapy》期刊上，文章编号17:109，DOI号为10.1186/s13287-026-04924-7。

研究背景：视网膜类器官（retinal organoids, ROs）是来源于人类胚胎干细胞（human embryonic stem cells, hESCs）或人类诱导多能干细胞的三维视网膜组织，在视网膜发育研究、疾病建模、药物筛选和再生医学中具有重要价值。然而，目前大多数分化方案在常氧条件下进行，未模拟早期胚胎发育过程中真实的生理性低氧微环境。早期胚胎处于相对缺氧的环境，血管重塑在妊娠早期才逐步建立，因此视网膜早期发育实际上是在低氧条件下进行的。本研究提出一个科学假设：通过“分阶段氧调节”——早期低氧启动（hypoxic priming），随后转为常氧继续分化——能够更贴合体内氧动态变化，从而优化视网膜类器官的发育质量。

研究方法与工作流程：本研究采用H9人类胚胎干细胞系（WA09），使用改良的无血清悬浮培养拟胚体样聚集体快速再聚集（serum-free floating culture of embryoid body-like aggregates with quick reaggregation, SFEBq）方案进行视网膜类器官诱导。实验设计为四个氧浓度组：持续常氧（20% O₂）、持续低氧（5% O₂）、低氧转常氧（5%→20% O₂，即实验组第4组）、常氧转低氧（20%→5% O₂）。第0天形成拟胚体（embryoid bodies, EBs），第6天进行氧条件切换，并在第6、12、18、45、60天取样分析。检测指标包括：拟胚体体积测量、免疫荧光染色（检测视网膜祖细胞标志物CHX10、增殖标志物KI67、神经祖细胞标志物SOX2和Nestin、神经节细胞标志物PAX6和TUJ1、以及ATOH7和HIF-1α等），以及转录组测序（RNA-seq）分析差异表达基因和信号通路。此外，研究还使用人诱导多能干细胞衍生类器官对早期结果进行了验证。数据统计采用单因素方差分析和事后检验，测序数据使用edgeR、clusterProfiler等R包进行分析。

主要研究结果：结果显示，早期低氧（第0–6天）显著增加拟胚体体积（增加约55%）和KI67阳性增殖性视网膜祖细胞数量（2.78倍），同时增加SOX2、PAX6和Nestin阳性神经祖细胞比例，但降低CHX10阳性视网膜祖细胞和TUJ1阳性神经元比例，并显著升高ATOH7阳性视网膜神经节细胞前体细胞比例（2.46倍）。这表明早期低氧延缓了神经元分化，但保留了视网膜神经节细胞（retinal ganglion cell, RGC）谱系潜能。当第6天转为常氧后（第4组），视网膜类器官体积持续增大，到第60天比持续低氧组大38%；CHX10阳性视网膜祖细胞下降趋势减缓，KI67/CHX10双阳性增殖祖细胞比例维持在较高水平；TUJ1阳性神经节细胞分化增强，神经突长度和完整性优于常氧对照组。相比之下，持续低氧组PAX6阳性神经节细胞分化严重受阻，神经突形成不良。转录组分析显示，低氧转常氧组在第18天和第60天显著富集视觉系统发育、感觉系统发育和眼发育相关基因通路，KEGG通路分析提示PI3K-AKT信号通路可能参与低氧驱动的视网膜发育增强效应。这些结果共同支持“早期低氧、后期常氧”的分阶段策略能够在扩大祖细胞库的同时，促进视网膜神经节细胞的分化与成熟。

结论与意义：本研究首次系统证实了在人类视网膜类器官发育早期施加低氧处理，并在后期转为常氧，能够协同增强视网膜类器官的生长、祖细胞扩增和视网膜神经节细胞成熟。该策略模拟了胚胎早期低氧、后期血管化供氧的生理过程，为高效获得成熟视网膜神经节细胞提供了新方案。研究还提示PI3K-AKT信号通路可能是潜在机制。该工作对视网膜类器官疾病建模、药物筛选以及未来视网膜神经节细胞移植治疗具有重要的应用价值。

研究亮点：本研究的创新点在于提出了“低氧启动—常氧过渡”的分阶段氧调节策略，突破了传统持续低氧或持续常氧的单一模式；同时结合形态学、免疫荧光定量和转录组学多维度证实了早期低氧对祖细胞增殖和神经节细胞分化的长期影响；且在人胚胎干细胞和诱导多能干细胞来源的类器官中均得到验证。

其他有价值内容：研究还发现低氧处理并未破坏类器官的顶-基极性（ZO-1和Laminin表达保持正常），说明氧调节不干扰视网膜组织的基本结构极性。此外，论文指出该策略未来可进一步结合微流控系统和电生理功能评估，以推动视网膜类器官在再生医学中的转化应用。