人造“淚腺”會哭泣 為治療眼病帶來希望

        《中國科學(xué)報》 2021-03-19 15:45:03

        起初,要花很長時間(最長一天)才能讓它“哭泣”,但是,根據(jù)經(jīng)驗和加上一點刺激,研究人員最終在半小時內(nèi)就讓它“哭”了出來——3月16日發(fā)表于《細(xì)胞—干細(xì)胞》的這個“淚流滿面”的培養(yǎng)物,是第一個淚腺類器官(細(xì)胞的三維組合,類似微型器官)。產(chǎn)生眼淚的類器官可以用于研究并最終治療引起干眼癥的疾病,包括一種名為干燥綜合征的自身免疫性疾病。

        “這很有希望。”印度海得拉巴大學(xué)眼科病理學(xué)家Geeta Vemuganti說。

        除了能表達(dá)情感外,眼淚還能潤滑和保護(hù)眼睛。干眼癥會導(dǎo)致疼痛、發(fā)炎,并容易引發(fā)感染。

        為研究淚腺的產(chǎn)生,荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心發(fā)育生物學(xué)家Hans Clever的實驗室開發(fā)了一種將淚腺細(xì)胞培養(yǎng)成類器官的方法。該研究小組已經(jīng)掌握多種方法培養(yǎng)大量類器官,包括微型肝臟、蛇毒腺等。

        然而,淚腺是一項特別的挑戰(zhàn)。美國馬薩諸塞州眼耳醫(yī)院研究眼淚產(chǎn)生的Darlene Dartt介紹說,這些腺體位于眼球上方、眼眶骨后面,很難進(jìn)行活檢,研究人員獲得的樣本通常很小。

        Clever團(tuán)隊利用他們的專業(yè)知識,研究出了小鼠和人類淚腺細(xì)胞的培養(yǎng)條件。為刺激淚液的產(chǎn)生,他們將這些類器官暴露在幾種化學(xué)物質(zhì)中,包括神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素,這種物質(zhì)負(fù)責(zé)在神經(jīng)細(xì)胞和腺體之間傳遞信息。

        由于類器官缺乏導(dǎo)管,“眼淚”的產(chǎn)生會導(dǎo)致其膨脹。“如果有一個小管道,就會流下液滴。”Clever說。當(dāng)研究小組將這些類器官移植到小鼠體內(nèi)后,這些類器官組合成熟并發(fā)育出了含有眼淚蛋白質(zhì)的管狀結(jié)構(gòu)。

        研究小組希望這些細(xì)胞可以用于研究淚腺,并篩選出影響淚腺發(fā)育的藥物。Clever和同事已經(jīng)使用CRISPR基因編輯技術(shù)研究了淚腺的發(fā)育,并發(fā)現(xiàn)一種名為Pax6的基因在引導(dǎo)細(xì)胞具有淚腺特征方面發(fā)揮了重要作用。Pax6是一種眾所周知的眼睛發(fā)育調(diào)節(jié)因子:在果蠅腿上表達(dá)Pax6會導(dǎo)致眼睛在那里發(fā)育。

        Clever團(tuán)隊現(xiàn)在正與荷蘭博物學(xué)家、電視節(jié)目主持人Freek Vonk合作,研究鱷魚身上類似淚腺的結(jié)構(gòu)。研究小組希望利用這種類器官研究“鱷魚的眼淚”——這種爬行動物用這種液體排泄鹽分。

        從人類細(xì)胞中提取的類器官最終也可能成為移植材料,以替代患病或受損的淚腺。Clever團(tuán)隊及其合作者已經(jīng)開發(fā)出唾液腺細(xì)胞器,將于今年夏天針對口腔干燥癥開展臨床試驗。口腔干燥會導(dǎo)致蛀牙,咀嚼和嘗味困難。

        Dartt說,這些唾液腺試驗可以作為一個試驗場,研究出適用于未來淚腺移植的方法。同時,她表示,Clever團(tuán)隊描述淚腺特征的工作(包括繪制淚腺結(jié)構(gòu)及其類器官的細(xì)胞圖)表明,淚腺比以前認(rèn)為的更具異質(zhì)性,這可能會讓研究人員重新解釋舊的數(shù)據(jù)。“這對許多研究都有影響。”她說。(文樂樂)

        關(guān)鍵詞: 人造 淚腺 哭泣 治療

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