淚腺類器官產(chǎn)生淚樣液體（紅色）。圖片來源： Yorick Post/Hubrecht Institute

起初，要花很長(zhǎng)時(shí)間（最長(zhǎng)一天）才能讓它“哭泣”，但是，使用經(jīng)驗(yàn)和一點(diǎn)刺激，研究人員最終在半小時(shí)內(nèi)就讓它們“哭”了出來——3月16日發(fā)表于《細(xì)胞—干細(xì)胞》的“淚流滿面”的培養(yǎng)物， 是第一個(gè)淚腺類器官（細(xì)胞的三維組合，類似微型器官）。產(chǎn)生眼淚的類器官可以用于研究并最終治療引起干眼癥的疾病，包括一種名為干燥綜合征的自身免疫性疾病。

“這很有希望?！庇《群５美痛髮W(xué)眼科病理學(xué)家Geeta Vemuganti說。

除了能表達(dá)情感外，眼淚還能潤(rùn)滑和保護(hù)眼睛。干眼癥會(huì)導(dǎo)致疼痛、發(fā)炎，容易感染。

為研究淚腺的產(chǎn)生，荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心發(fā)育生物學(xué)家Hans Clever的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種將淚腺細(xì)胞培養(yǎng)成類器官的方法。該研究小組已經(jīng)掌握多種方法培養(yǎng)大量類器官，包括微型肝臟、蛇毒腺等。

然而，淚腺是一項(xiàng)特別的挑戰(zhàn)。美國(guó)馬薩諸塞州眼耳醫(yī)院研究眼淚產(chǎn)生的Darlene Dartt介紹說，這些腺體位于眼球上方、眼眶骨后面，很難進(jìn)行活檢，研究人員獲得的樣本通常很小。

Clever團(tuán)隊(duì)利用他們的專業(yè)知識(shí)，研究出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，他們將這些類器官暴露在幾種化學(xué)物質(zhì)中，包括神經(jīng)遞質(zhì)去甲腎上腺素，這種物質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞和腺體之間傳遞信息。

淚腺類器官因“眼淚”而膨脹。圖片來源：Marie Bannier-Hélaou?t/Hubrecht Institute

由于類器官缺乏導(dǎo)管，“眼淚”的產(chǎn)生導(dǎo)致它們膨脹?！叭绻幸粋€(gè)小管道，就會(huì)有液滴?！盋lever說。當(dāng)研究小組將這些類器官移植到小鼠體內(nèi)后，這些組合成熟并發(fā)育出了含有眼淚中蛋白質(zhì)的管狀結(jié)構(gòu)。

研究小組希望這些細(xì)胞可以用于研究淚腺，并篩選影響淚腺發(fā)育的藥物。Clever和同事已經(jīng)使用CRISPR基因編輯技術(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)胞具有淚腺特征方面發(fā)揮重要作用。Pax6是一種眾所周知的眼睛發(fā)育調(diào)節(jié)因子：在果蠅腿上表達(dá)Pax6會(huì)導(dǎo)致眼睛在那里發(fā)育。

Clever團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正與荷蘭博物學(xué)家、電視節(jié)目主持人Freek Vonk合作，研究鱷魚身上類似淚腺的結(jié)構(gòu)。研究小組希望利用這種類器官研究“鱷魚的眼淚”，這種爬行動(dòng)物用這種液體排泄鹽分。

從人類細(xì)胞中提取的類器官最終也可能成為移植材料，以替代患病或受損的淚腺。Clever團(tuán)隊(duì)及其合作者已經(jīng)開發(fā)出唾液腺細(xì)胞器，將于今年夏天開始進(jìn)行臨床試驗(yàn)，用于口腔干燥癥患者?？谇桓稍飼?huì)導(dǎo)致蛀牙，咀嚼和嘗味困難。

Dartt說，這些唾液腺試驗(yàn)可以作為一個(gè)試驗(yàn)場(chǎng)，研究出適用于未來淚腺移植的方法。

同時(shí)，她表示，Clever團(tuán)隊(duì)描述淚腺特征方面的工作（包括繪制淚腺結(jié)構(gòu)及其類器官的細(xì)胞圖）表明，淚腺比以前認(rèn)為的更具異質(zhì)性，這可能會(huì)讓研究人員重新解釋舊的數(shù)據(jù)。

“這對(duì)許多研究都有影響?！彼f。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.02.024



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