起初，让细胞“哭泣”需要很长时间——长达一天。但是，随着经验的积累和一点点的诱导，研究人员最终使它们在半小时内就“哭泣”了。
据 3 月 16 日Cell Stem Cell杂志报道，这些“泪流满面”的培养物是首批泪腺“类器官”——旨在模拟微型器官的三维细胞集合。产生泪液的腺体类器官可用于研究并最终治疗导致干眼症的疾病，包括一种称为干燥综合征的自身免疫性疾病。
“这非常有前景，”印度海得拉巴大学的眼科病理学家吉塔·维穆甘蒂说。
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除了在表达情感方面的作用外，眼泪还有助于润滑和保护眼睛。干眼症可能引起疼痛、炎症和易于感染。
为了研究泪液生成，荷兰乌得勒支大学医学中心的发育生物学家汉斯·克莱弗实验室开发了一种将泪腺细胞培养成类器官的方法。该小组已经找到了培养各种类器官的方法，包括微型肝脏、宫颈癌和蛇毒腺。
涌出
马萨诸塞州眼耳医院的达琳·达特研究泪液生成，她说，泪腺，也称为泪器，是特别难以研究的。腺体位于每个眼球上方，在眼睛的骨性眶后，使得活组织检查变得困难。她说，即使研究人员能够获得样本，样本也通常很小。
克莱弗斯实验室利用他们的专业知识，研究出了小鼠和人泪腺细胞的培养条件。为了刺激泪液生成，他们随后将他们的类器官暴露于几种化学物质，包括神经递质去甲肾上腺素，这种神经递质在神经细胞和腺体之间传递信息。
由于类器官缺乏导管，因此“泪液”的产生会导致它们肿胀。“如果有小导管，就会有液滴，”克莱弗斯说。当研究小组将类器官移植到小鼠体内时，这些集合体成熟并形成了含有泪液中发现的蛋白质的导管样结构。
该团队希望这些细胞可以用于研究泪腺，并筛选影响泪腺发育的药物。克莱弗斯和他的同事已经使用 CRISPR 基因组编辑技术研究了泪腺发育，并发现一种名为Pax6的基因在引导细胞呈现泪腺特性方面很重要。Pax6是已知的眼睛发育调节因子：在果蝇的腿上表达果蝇版本的Pax6会导致那里长出一只眼睛。
克莱弗斯实验室现在正与荷兰博物学家和电视节目主持人弗里克·冯克合作，研究鳄鱼体内类似于泪腺的结构。该团队希望利用类器官研究真正的“鳄鱼的眼泪”，爬行动物用它来排泄盐分。
移植潜力
源自人体细胞的类器官最终也可能为移植提供材料，以替代患病或受损的泪腺。克莱弗斯小组及其合作者已经开发出唾液腺类器官，将于今年夏天开始在患有口干症的人身上进行临床试验，口干症是一种会导致蛀牙以及咀嚼和味觉困难的疾病。
达特说，这些唾液腺试验可以作为测试平台，以研究可以适用于未来泪腺移植的方法。与此同时，她说，克莱弗斯团队在表征泪腺方面所做的工作——包括创建结构及其类器官的详细单细胞图谱——已经表明，腺体的异质性比以前认为的更高，可能会让研究人员重新解释旧数据。“这对许多研究都有影响。”
本文经许可转载，首次发表于Nature网站，日期为 2021 年 3 月 16 日。