奧萊
從人工晶狀體到角膜移植,為了拯救“心靈的窗戶”,科學家和醫(yī)生們可謂使盡了渾身解數(shù)。而在人造材料和器官捐獻之外,干細胞現(xiàn)在也成了幫助人們恢復光明的新生力量。
治療先天性白內(nèi)障,晶狀體也能“原地復活”
白內(nèi)障患者眼睛里的晶狀體變得渾濁,這會導致視力不斷下降,它也是致盲的首要原因。一般來說,要想治療白內(nèi)障,就要去掉渾濁的晶狀體,然后再植入人工晶體。不過,這種手術(shù)并不完美,它也受到并發(fā)癥的限制,在發(fā)育尚不成熟的嬰幼兒患者身上,這些問題尤其突出。
而現(xiàn)在,來自中山大學中山眼科中心與加州大學圣地亞哥分校的研究人員為先天性白內(nèi)障患兒設(shè)計出了一種更加巧妙的治療方案。這一次,他們沒有植入人工晶體,而是盡可能保全眼球中負責形成晶狀體的干細胞,并讓它們自行生長,產(chǎn)生新的晶狀體。
12名年齡在2歲以下的先天性白內(nèi)障小患者接受了這種新式手術(shù),術(shù)后觀察表明,所有小病人都在手術(shù)3個月后重新長出了清澈透明的晶狀體,視力恢復情況也與接受常規(guī)手術(shù)的對照組相當。而且,這些依靠自身干細胞“自然生長”的新晶體發(fā)生視軸區(qū)渾濁等并發(fā)癥的頻率也比對照組少得多。
培養(yǎng)皿里的“二次元眼睛”
在“原地復活”的晶狀體之外,同期發(fā)表的另外一項研究顯得更有幾分科幻色彩。在這項研究中,來自日本的研究團隊直接用干細胞在培養(yǎng)皿中“種”出了眼睛的雛形。
在這里,研究者們使用的是近年來備受青睞的誘導多能干細胞(iPS)。在此之前,已經(jīng)有不少研究嘗試過把iPS細胞分化成各種各樣的人體組織,不過這一次,研究者們可不滿足于此——他們想要嘗試的是用干細胞還原出整個眼球的發(fā)育過程。
為了實現(xiàn)這一設(shè)想,研究人員在iPS細胞生長的各個階段使用了不同成分的培養(yǎng)介質(zhì),分步誘導iPS分化為不同種類的細胞。這些細胞聚集在一起,形成了一個個同心圓結(jié)構(gòu)的細胞群。在這個細胞群中,可以看到各種有序排列的眼球組織。通過檢測,研究人員鎖定了這些組織細胞的“身份”:位于中央1區(qū)的是神經(jīng)外胚層細胞,略靠外的2區(qū)是神經(jīng)視網(wǎng)膜細胞、神經(jīng)脊以及類視網(wǎng)膜色素上皮細胞組,2區(qū)和3區(qū)之間零散分布著一些晶狀體細胞團,3區(qū)是眼表上皮細胞,最外圈的4區(qū)則在將來可能會進一步分化為表皮角質(zhì)形成細胞。這些區(qū)域分別對應著眼球上的多種重要組織,從晶狀體、視網(wǎng)膜到視神經(jīng)都可以對應找到,它就像是生長在培養(yǎng)皿中的“2D眼球”一樣。
有了這些培養(yǎng)皿中的“眼睛”,進行眼睛發(fā)育的研究就變得格外方便了。而且,這些人工培養(yǎng)的組織同樣具有修復眼睛的潛力。從“培養(yǎng)皿眼睛”中分離出具有角膜上皮細胞特征的細胞繼續(xù)培養(yǎng),就能讓它們成長為完整的角膜上皮。
研究人員指出,雖然過去已有使用成體干細胞修復眼表組織的先例,但長期的治效并不理想,而培養(yǎng)皿中的“眼睛”或許能填補這一空白,與此同時,它也可以成為模擬眼球發(fā)育的模型,為今后的研究提供幫助。目前,他們正在著手啟動首批人類臨床試驗。在將來,干細胞技術(shù)還將有望讓更多人重獲光明。