在最近一項研究中,科學家們首次在培養(yǎng)物中產(chǎn)生了類似于人類視網(wǎng)膜組織的類器官模型,可用于研究遺傳性眼病相關的細胞類型。該研究由巴塞爾分子和臨床眼科研究所(IOB)的Botond Roska 領導的團隊以及諾華研究所的合作者完成,相關結果發(fā)表在最近的《Cell》雜志上。
論文的第一作者卡梅倫·科萬說:“這項研究解決了一個根本未滿足的需求,那就是開發(fā)與真實器官非常相似的視網(wǎng)膜模型。這開辟了在針對個別患者的菜式中開發(fā)治療方法的可能性?!?/p>
視網(wǎng)膜是眼睛的一部分,可以接收和組織視覺信息。它包含數(shù)百萬個對光敏感的細胞和神經(jīng),并具有五個不同的層次,這些層共同向大腦發(fā)送信號,使人們能夠看到外界的事物。
培養(yǎng)的視網(wǎng)膜(稱為類器官)是從多能干細胞衍生而來的,然后它們被誘使自組織形成這種五層結構。成熟的類器官可以在其表層感知光,并且它們通過突觸向內部細胞層傳遞視覺沖動。重要的是,IOB 團隊開發(fā)了一種方法,該方法可以生成成千上萬種高度均勻的視網(wǎng)膜類器官,為世界各地的研究人員提供了寶貴的資源。
通過對類器官的遺傳學評估,研究小組發(fā)現(xiàn)它們的轉錄組(即總基因讀數(shù))在第38 周時穩(wěn)定在包含大多數(shù)視網(wǎng)膜細胞類型的發(fā)育狀態(tài),這也是人類懷孕的平均時間。然后在進一步的表征中,IOB研究人員將類器官與來自多器官供體的人類視網(wǎng)膜進行了比較。捐贈的視網(wǎng)膜很快會因缺乏血液和氧氣而受損,因此研究小組開發(fā)了一種方法來使它們保持新鮮。使用這種方法,視網(wǎng)膜可以保持長達16 小時的光線敏感性和健康的功能。
比較表明,隨著時間的推移,成熟的類器官和真實視網(wǎng)膜中的細胞特異性轉錄組變得越來越相似。此外,研究表明,視網(wǎng)膜疾病映射到類器官和真實視網(wǎng)膜中的相同類型的細胞。基于這一發(fā)現(xiàn),IOB 科學家做出了重大貢獻:他們?yōu)槊糠N視網(wǎng)膜細胞類型創(chuàng)建了一個可公開獲得的轉錄組圖譜。
利用這些資源,研究人員現(xiàn)在可以將疾病映射到視網(wǎng)膜細胞,它們也可以在培養(yǎng)皿中生長和研究。合并后的資源將帶來大量的治療機會。