在荷兰的一个实验室的培养皿中生长的无形的人类泪腺具有哭泣的能力,而制造它们的科学家已经将它们移植到了活着的小鼠的眼睛中。
该系列实验在3月16日在线发表在《细胞干细胞》杂志上的一项新研究中进行了详细说明,该实验可能代表着治疗干眼症的科学上的一大进步-这种疾病影响全世界约5%的成年人,并可能导致失明在严重的情况下。
培养皿的身体部位在实验室实验中已变得越来越普遍,但它们通常比天然的更小,更简单。例如,《活科学》报道,“小脑”是光滑的,豌豆大小的无意识的类器官,仅与原始器官大致相似。然而,荷兰乌特勒支Hubrecht研究所的研究人员和研究的共同作者MarieBannier-Hélaouët认为,皮氏培养皿的泪腺非常接近真实的东西。
Bannier-Hélaouët告诉Live Science,人类的泪腺有两个组成部分:腺泡细胞和导管细胞。
她说:“两者都可以使眼泪,但是导管细胞具有额外的功能:它们像一条运河一样将眼泪带到眼表。[人工制作的]类器官看起来像这条运河。” “不同之处在于,就像在碟子里没有人眼泪一样,类器官看起来像一条死胡同的运河。它们是气球。”
这些气球的大小与您在人类中发现的气球大小相似,可长到约50英寸(半毫米)宽。
研究人员将研究分为三个实验。最初,它们在培养皿中培养出人类的泪腺,并使它们产生眼泪。
Bannier-Hélaouët说,种植类器官是一回事。让他们哭泣是另一回事,因为这涉及称为神经递质的大脑化学物质。
她说:“研究出一种完美的(神经递质)鸡尾酒来使类器官哭泣是最具挑战性的部分。这花了我大约3到4个月的时间,进行了大约7到10次试验,”她说。“令人惊讶的是,这种最终的鸡尾酒只包含很少的成分。其中之一仅仅是抗氧化剂分子。”
调制完鸡尾酒后,研究人员观察到腺体无处可泪。
接下来,他们将其中一些实验室制造的腺体植入到活着的小鼠的泪管中。他们发现,植入的人类细胞仍然可以产生眼泪,但它们并没有像正常腺体那样将其释放到导管中。她说,最终,弄清楚如何使腺体在活动的泪管中正常工作将非常重要。
Bannier-Hélaouët说:“我们已经对如何做到这一点有了想法。”
在研究的最后部分,研究人员着眼于查明一种称为Sjögren综合征的慢性干眼症的起源,这种疾病是一种自身免疫性疾病,也会引起口干。
在皮氏培养皿中,研究人员种植了经过基因编辑技术修饰的小鼠泪腺,以不表达被称为Pax6的基因。研究人员已经确定,干眼症患者的眼组织中通常缺乏Pax6,并且该基因在眼睛发育中起着重要作用。他们的实验表明,被修饰为缺乏Pax6的小鼠类器官产生的泪水更少,从而支持了该基因与医学问题有关的想法。