成功了!细胞干细胞的最新研究让培养皿里的泪腺流泪。

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2021-03-18 20:04:06

我们感到震惊的是,至少有5%的成年人患有干眼症,这在大多数情况下与泪腺的泪腺缺陷有关。但是治疗的选择是有限的。

一组研究人员使用类似器官的技术来发展能够哭泣的微小的人泪腺。作为研究人类泪腺中某些细胞如何产生或不产生眼泪的模型,准器官有助于了解哭泣和干眼病的生物学特性。虽然利用人类泪腺器官的再生疗法在短期内不太可能发生,但这些研究人员已经表明,类似器官的器官可以转移到小鼠的泪腺,整合并产生成熟的眼泪。

这一重要成就于3月16日发表在细胞干细胞杂志上。

我们希望科学家能够利用我们的模型,通过测试新药或在患者器官上扩增健康细胞,并有一天将它们用于移植,来确定泪腺疾病患者的新治疗方案,这篇文章的作者汉斯克里弗斯说。

泪腺是润滑和保护眼睛所必需的。泪腺分泌紊乱或功能障碍可能导致干眼症或干燥综合症(Sjgren‘s综合征),这是一种鲜为人知的自身免疫性疾病,可导致眼睛干和口干。目前,泪腺疾病的治疗方案包括滴眼液、泪道阻塞和手术。

另一位作者约里克波斯特说:我们感到震惊的是,据估计至少有5%的成年人有干眼症,这在大多数情况下与泪腺的泪腺缺陷有关。但是治疗的选择是有限的,因为我们对生物学没有全面的了解,也没有可靠的长期体外模型来研究泪腺。

为了克服这一障碍,研究人员通过以前针对其他器官的项目,从成人干细胞中培育出3D小鼠和人泪腺器官。类似的器官可以延长数月,并总结泪腺上皮组织的结构、转录和功能特征,包括泪腺上皮组织分泌的大部分眼泪。值得注意的是,暴露于神经递质去甲肾上腺素的器官会像气球一样膨胀,引发泪液分泌。

让器官哭泣是一项挑战,因为它是泪腺的标志,Mariebannier-hélaout说。我们必须改变器官样生长因子的组合,使它们在泪腺中有成熟的细胞可以哭。

研究人员利用小鼠器官来研究眼睛发育的主要控制基因Pax6在成年泪腺中的作用。通过CRISPR-Cas9基因组编辑删除Pax6,研究人员发现该基因是成年泪腺上皮细胞成熟的一个重要因素。这些特殊器官可以为Sjgren综合征的潜在治疗提供有价值的见解,因为在这些患者的眼睛组织中观察到了Pax6缺陷。

研究人员还利用单细胞mrna序列分析了泪腺的细胞特征和泪腺成分的来源。他们的单细胞图谱揭示了新的泪腺成分,并表明人泪腺中的导管和腺泡细胞分泌不同的泪液成分。

为了测试器官样细胞在再生医学中的潜力,研究人员随后将人体器官样细胞转移到小鼠泪腺。两周后,人体器官样细胞形成导管结构,至少在泪腺中停留两个月。植入的器官似乎是自组织的,一些细胞在移植后两个月内就会增殖。此外,研究人员还检测到了移植细胞所形成的导管中的泪腺蛋白。

器官类移植的有益作用需要在干眼症小鼠模型中得到验证。未来的研究也可以通过将免疫细胞整合到器官中来研究模拟干燥综合症。克莱弗斯说:患者的器官为研究泪腺疾病开辟了一条新的途径。然而,在再生治疗中使用这些微型的有机刺激还有很长的路要走。

参考

Exploringthehumanlacrimalglandusingorganoidsandsingle-cellsequencing

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