干眼症有望治疗了?
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首个泪腺“类器官”
有望治疗干眼症
据《细胞·干细胞》杂志3月16日报道,首个泪腺“类器官”问世,它被设计成类似微型器官的细胞3D组合。
分泌泪液的腺体类器官可以用来研究、并治疗干眼症,包括干燥综合征这种自身免疫性疾病导致的眼睛干涩。
印度海得拉巴大学的眼科病理学家Geeta Vemuganti说:“这很有希望。”
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眼泪除了能表达情感外,还有助于润滑和保护眼睛。干眼症会导致疼痛、发炎和感染。
为了研究泪液的产生,荷兰乌得勒支大学医学中心的发育生物学家Hans Clevers的实验室,开发了一种将泪腺细胞培养成类器官的方法。
科学家们已经有方法培育出一大批各种组织的类器官,包括微型肝脏、子宫颈和蛇毒腺。
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在美国马萨诸塞州眼耳医院研究泪液分泌的Darlene Dartt表示,泪腺研究是一项特殊的挑战。腺体位于眼球的上方,在骨性眼眶的后面,不易于活检。
Clevers的实验室利用他们的专业知识,研究出小鼠和人类泪腺细胞的培养条件。
为了刺激泪液产生,他们将类器官暴露在几种化学物质中,包括在神经细胞和腺体之间传递信息的去甲肾上腺素。
因为类器官缺乏导管,“泪液”的产生会导致它们膨胀。“如果有一个小导管,就会有泪滴。”Clevers说。
当研究小组将这些类器官移植到小鼠体内时,这些器官逐渐成熟并发育出导管状结构,其中含有在眼泪中发现的蛋白质。
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图1 类器官产生眼泪样液体(红色部分)
研究小组希望这些细胞可以用来研究泪腺,并筛选影响泪腺发育的药物。
Clevers和他的同事已经使用CRISPR基因编辑来研究泪腺的发育,并且发现一个叫做Pax6的基因在引导细胞向泪腺分会方面很重要。
Pax6是一种已知的眼睛发育调节因子:在果蝇腿上表达的Pax6也会让眼睛在那里发育。
Clevers实验室目前正与荷兰博物学家、电视节目主持人Freek Vonk合作,研究鳄鱼泪腺的结构。研究小组希望利用这些类器官来研究真正的“鳄鱼眼泪”,这种爬行动物用眼泪来排泄盐。
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移植潜力
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从人类细胞中提取的类器官也可能最终为移植提供材料,以替换患病或受损的泪腺。
Clevers的研究小组及其合作者已经开发出了唾液腺类器官,将从今年夏天开始对患有口干症的人进行临床试验,口干会导致蛀牙和咀嚼困难。
Dartt说,这些唾液腺试验可以用来研究未来泪腺移植的方法。
此外,Clevers的研究小组还绘制了一张泪腺结构和类器官的详细细胞图谱,证明了泪腺的异质性比以前所认识到的更大。