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科学家利用人类多能干细胞生成3D泪腺类器官

时间:2022-04-25 作者: 点击:0次

  泪腺是眼睛的主要外分泌腺体。它们位于眼眶内,上眼睑后面,朝向每只眼睛的颞叶侧,分泌泪液作为泪膜的主要成分。泪腺对建立和维持健康的泪膜、保持良好的视力有重要作用。泪腺功能障碍和泪液分泌减少与一系列病因有关,并且是最常见的自身免疫性疾病之一——斯约克伦综合症的特征,在这种情况下会导致干眼症。胎儿哺乳动物的泪腺细胞具有再生能力。然而,在成人中,泪腺的再生能力似乎很小。因此,科学家们将泪腺确定为旨在使用人多能干(PS)细胞进行再生治疗和药物发现的研究靶标。

  近日,来自日本大阪大学的研究学者在Nature上发表了一篇题为“Generation of 3D lacrimal gland organoids from human pluripotent stem cells”的研究论文,他们从人类多能干细胞生成了3D泪腺类器官。


  在本研究中,他们鉴定了具有泪腺原基特征的细胞,这些细胞出现在从人类多能干细胞培养的二维眼样类器官中。含有眼表上皮样细胞的SEAM区3会产生泪腺的前体。他们采用流式细胞仪对从分离的泪腺样簇中获得的细胞进行分析,使用先前确定的抗体组合(抗ITGB4、抗SSEA-4和抗CD200)来识别眼表上皮干细胞。研究发现,泪腺样细胞簇被纳入SEAM内的眼表上皮干细胞群中,细胞群(CD200+−ITGB4SSEA-4)被鉴定为由hiPS细胞制造的泪腺样类器官的起源。研究人员筛选了泪腺样类器官形成的最佳培养基,即EGF/Y-27632培养基,并在此培养基上形成了泪腺样组织类器官。当通过细胞分选分离并在规定的条件下生长时,这些细胞形成了一个三维的泪腺样组织器官,具有导管和尖头,通过出芽和分支得以实现。克隆集落分析表明,该类器官起源于多潜能的眼表上皮干细胞。器官体在形态、免疫标记特征和基因表达模式方面与本地泪腺有明显的相似性,当移植到受体大鼠的眼睛附近时,会发生功能成熟,形成管腔并产生泪膜蛋白。

  总之,该研究描述了从hiPS细胞和ES细胞产生的泪腺样组织器官。数据表明,泪腺的成熟是在体外三维培养过程中开始的,并在植入后继续在原位进行。这一进展为未来的泪腺发育研究带来了希望,一旦开发出适当的手术移植程序,就可用于未来的再生疗法,以治疗斯约克伦综合症等疾病。该器官还可用于治疗泪腺相关疾病的药物开发领域,并通过生成疾病特异性hiPS细胞作为调查腺体病理的平台,具有切实的好处。

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