?

?

作者丨Heidi Ledford

來源丨Nature Portfolio（ID:nature-portfolio)

?

起初，讓細(xì)胞流淚需要很長時(shí)間——長達(dá)一整天。但是，憑著經(jīng)驗(yàn)和一點(diǎn)刺激，最終，研究人員短短半小時(shí)內(nèi)就能讓細(xì)胞“哭”起來。

?

3月16日發(fā)表于Cell Stem Cell的會(huì)流淚的培養(yǎng)物，是第一個(gè)淚腺“類器官”——三維的細(xì)胞集合體，類似于迷你版的器官[1]。能夠產(chǎn)生淚水的腺體類器官可被用于研究并最終治療導(dǎo)致干眼癥的疾病，包括一種被稱為Sj?gren綜合征的自身免疫性疾病。

?

淚腺類器官產(chǎn)生類似眼淚的液體（紅）。圖片來源：Yorick Post / 荷蘭Hubrecht研究所

?

“這非常有前途?！庇《群５美痛髮W(xué)的眼病理學(xué)家Geeta Vemuganti說。

?

除了表達(dá)情感，眼淚還有助于潤滑和保護(hù)眼睛。眼睛干澀可能會(huì)疼痛、發(fā)炎而且容易感染。

?

為研究淚液的產(chǎn)生，荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的發(fā)育生物學(xué)家Hans Clever的實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了一種培養(yǎng)淚腺細(xì)胞作為類器官的方法。該課題組發(fā)現(xiàn)了培育各種各樣的類器官的方法，包括微型的肝臟、子宮頸癌和蛇的毒腺。

?

熱淚盈眶

?

波士頓馬薩諸塞州眼耳醫(yī)院研究眼淚產(chǎn)生的Darlene Dartt表示，淚腺是一個(gè)特殊的科研挑戰(zhàn)。腺體位于每只眼球的上方，在骨性眼眶的后面，這使得活檢很難做。她說，研究人員能夠獲得的樣本量通常是非常微小的。

?

Clevers實(shí)驗(yàn)室利用自己的專長，弄清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，他們隨后將類器官暴露于多種化學(xué)物質(zhì)中，包括一種在神經(jīng)細(xì)胞和腺體之間傳遞信息的神經(jīng)遞質(zhì)，去甲腎上腺素。

?

由于類器官缺乏導(dǎo)管，產(chǎn)生“眼淚”會(huì)讓它們膨脹。Clevers說：“如果有個(gè)小小的導(dǎo)管，就會(huì)有淚滴了?！碑?dāng)研究小組將類器官移植到小鼠體內(nèi)，這個(gè)細(xì)胞集合體成長起來并發(fā)育出導(dǎo)管狀結(jié)構(gòu)，其中含有淚液中的蛋白質(zhì)。

?

“哭泣”的類器官因淚水而膨脹。圖片來源：MarieBannier-Hélaou?t/荷蘭Hubrecht研究所

?

研究小組希望這些細(xì)胞可以用來研究淚腺，并用于篩選影響眼淚產(chǎn)生的藥物。Clevers和同事已經(jīng)使用CRISPR基因組編輯技術(shù)研究淚腺的發(fā)育，并發(fā)現(xiàn)一種名為Pax6的基因在引導(dǎo)細(xì)胞呈現(xiàn)淚腺特征方面很重要。Pax6是已知的眼睛發(fā)育調(diào)節(jié)者：在果蠅的腿上表達(dá)蠅類的Pax6基因會(huì)導(dǎo)致那里發(fā)育出眼睛。

?

Clevers的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在正與荷蘭博物學(xué)家及電視節(jié)目主持人Freek Vonk合作，研究類似于鱷魚淚腺的結(jié)構(gòu)。研究小組希望使用類器官來研究真實(shí)的“鱷魚的眼淚”，這類爬行動(dòng)物將其作為排泄鹽分的一種方式。

?

移植潛力

?

用人類細(xì)胞培育的類器官有朝一日可以提供移植的材料，以取代生病或受損的淚腺。Clevers組及其合作者已經(jīng)開發(fā)出唾液腺類器官，將從今年夏天開始針對口干癥患者進(jìn)行臨床試驗(yàn)測試，口干癥可能導(dǎo)致齲齒，以及咀嚼和品嘗方面的困難。

?

Dartt表示，這些唾液腺的試驗(yàn)可以作為試驗(yàn)場，以制定出可用于未來淚腺移植的方法。與此同時(shí)，她說，Clevers組在表征淚腺方面所做的工作，包括創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)及其類器官的詳細(xì)的逐個(gè)細(xì)胞圖譜，這些工作已經(jīng)表明，腺體比以前所認(rèn)識(shí)到的更具異質(zhì)性，并且能讓研究人員回過頭去，重新解釋過去的數(shù)據(jù)?！斑@會(huì)影響很多研究?！?/p>

?

參考文獻(xiàn)：

1. Bannier-Hélaou?t, M. et al. Cell Stem Cell https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.02.024 (2021).

?

原文以Scientists grew tiny tear glands in a dish — then made them cry標(biāo)題發(fā)表在2021年3月16日的《自然》的新聞版塊上

? nature

doi: 10.1038/d41586-021-00681-0

版權(quán)聲明：

本文由施普林格·自然上海辦公室負(fù)責(zé)翻譯。中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。歡迎轉(zhuǎn)發(fā)至朋友圈，如需轉(zhuǎn)載，請郵件China@nature.com。未經(jīng)授權(quán)的翻譯是侵權(quán)行為，版權(quán)方將保留追究法律責(zé)任的權(quán)利。

?

? 2021 Springer Nature Limited. All Rights Reserved


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情