CellStemCell最新研究让培养皿中的泪腺流出眼泪

　　“令我们感到震惊的是，估计至少有5％的成年人口患有干眼症，这在大多数情况下与泪腺产生的泪液缺陷有关。但是治疗选择是有限的……“

　　一组研究人员利用类器官技术来培育出了可以哭泣的微型人类泪腺。类器官作为研究人类泪腺中某些细胞如何产生眼泪或不产生眼泪的模型，有助于了解哭泣和干眼症的生物学特性。尽管使用人泪腺类器官的再生疗法不可能在短期内实现，但这些研究人员已经证明，类器官可以移植到小鼠的泪腺中，整合并产生成熟的泪液。

　　这一重要成果公布在3月16日Cell Stem Cell杂志上。

　　文章通讯作者Hans Clevers说：“我们希望科学家们可以使用我们的模型，通过在患者的类器官上测试新药或扩大健康细胞，并有一天将其用于移植，来为泪腺疾病患者确定新的治疗选择。”

　　泪腺对于润滑和保护眼睛至关重要。泪液分泌失序或分泌功能障碍会导致干眼症或干燥综合征（Sjögren's syndrome），这是一种鲜为人知的自身免疫性疾病，可导致眼干和口干。目前泪腺疾病患者的治疗选择包括滴眼液，泪道堵塞和手术。

　　另外一位作者Yorick Post说：“令我们感到震惊的是，估计至少有5％的成年人口患有干眼症，这在大多数情况下与泪腺产生的泪液缺陷有关。但是治疗选择是有限的，因为我们对生物学没有全面的了解，也没有可靠的长期体外模型来研究泪腺。”

　　为了克服这一障碍，研究人员通过先前用于其他器官的方案，产生了来自成体干细胞的3D小鼠和人类泪腺类器官。类器官可以扩展数月，并概括泪腺上皮组织的结构，转录和功能特征，包括泪腺上皮组织分泌的大部分泪液。值得注意的是，类器官暴露于神经递质去甲肾上腺素后会像气球一样膨胀，从而触发泪液分泌。

　　“这是挑战，要让类器官哭泣，因为这是泪腺的标志，”文章一作MarieBannier-Hélaouët说。“我们必须修改类器官生长的因子组合，使它们成为泪腺中拥有能够哭泣的成熟细胞。”

　　研究人员利用小鼠类器官来研究Pax6（眼睛发育的主要控制基因）在成年泪腺中的作用。通过使用CRISPR-Cas9基因组编辑来删除Pax6，研究人员发现该基因是成人泪腺上皮细胞成熟的重要因素。这些特殊的类器官可以为Sjögren综合征的潜在治疗方法提供有价值的见解，因为在这些患者的眼组织中已观察到PAX6缺乏症。

　　研究人员还使用单细胞mRNA测序，分析了泪腺中细胞特征和泪液成分起源。他们的单细胞图谱揭示了新的泪液成分，并表明人泪腺中的导管和腺泡细胞分泌了不同的泪液成分。

　　为了测试类器官在再生医学中的潜力，研究人员随后将人类类器官细胞移植到了小鼠泪腺中。两周后，人类类器官细胞形成了导管状结构，并在泪腺中保留了至少两个月。植入的类器官似乎是自组织的，并且某些细胞在移植后的两个月内都在增殖。此外，研究人员在由移植细胞形成的导管内检测到了泪液蛋白。

　　类器官移植的有益作用将需要在干眼病的小鼠模型中得到验证。未来的研究还可以通过将免疫细胞整合到类器官中来集中于模拟干燥综合征。Clevers说：“源自患者的类器官为以个性化方式研究泪腺疾病开辟了新途径。” “但是，将这些微型有机仿体用于再生疗法还有很长的路要走。”

　　参考文献

　　Exploring the human lacrimal gland using organoids and single-cell sequencing