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科普日谈丨让干细胞团“流泪”

发布时间:2021-11-30    浏览量:0

脂肪干细胞存储

眼泪是由水、粘蛋白、脂质、电解质和抗菌蛋白组成,起到润滑和保护眼睛免受外部伤害的作用。泪液分泌主要由副交感神经控制,副交感神经分泌乙酰胆碱和去甲肾上腺素等神经递质,触发腺泡和导管细胞释放泪液成分。然而呢,泪液产生或分泌功能障碍可能导致(或可能是)眼睛病理,如干眼病或肖氏综合征等。

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近年来,屏幕、隐形眼镜、某些眼部的激光手术,甚至吸烟、空气污染等,都是造成干眼症流行的原因。有数据显示,干眼症的发病率几乎已经和高血压一样,是糖尿病的2倍多。遗憾的是,这种泪腺疾病目前还无法根治,只能对症缓解,例如补充人工泪液。

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目前,很多医药研发人员正在为包括干眼症在内的泪腺疾病患者确定新的治疗方案,但是,过去泪腺功能背后的确切生物学机制并不清楚,也缺少可靠的研究模型。这也是为什么此次研究带来的首个会流泪的人类泪腺模型具有重要意义。


在本篇文章中,研究人员使用器官技术在培养皿中培育出人类和小鼠的泪腺微模型。在培育出这类3D模型后,他们面临的重要的挑战就是让它们哭泣。参与者Marie Bannier-Hélaouët在接受YouTube采访时说,“类器官是用生长刺激因子混合而成的。我们必须改变通常使用的混合试剂,使类器官能够哭泣。”


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就像人们因为疼痛而哭泣一样,这些器官也会因为去甲肾上腺素等化学刺激而哭泣。类器官的细胞在类器官的内部流出眼泪,这被称为腔。于是,类器官就会像气球一样膨胀。因此,类器官的大小可以作为泪液产生和分泌的指标。进一步的实验表明,泪腺中的不同细胞构成眼泪的不同成分。这些细胞对催泪刺激的反应也不同。

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人类类器官产生眼泪,红色为眼泪产物LCN2

让我们来看一下4小时内培养皿的迷你泪腺被“弄哭”而膨胀的样子。

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泪腺由几种类型的细胞组成,但目前的模型只捕捉到一种,导管细胞。在他们的论文中,研究人员展示了泪腺细胞的图谱,以证明它们的差异。他们使用单细胞测序生成了这个图谱,有了图谱,研究人员还能够识别新的泪液产品,有助于保护眼睛免受感染。所以我们有理由相信,在未来,可以在培养皿中培养另一种泪腺细胞模型——腺泡细胞,这样的话,在实验室中培养出完整的泪腺也就有迹可循了。

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