Nature：科学家利用人类多能干细胞生成3D泪腺类器官！

来源：生物谷原创 2022-04-25 14:40

泪腺是眼睛的主要外分泌腺体。该研究描述了从hiPS细胞和ES细胞产生的泪腺样组织器官。数据表明，泪腺的成熟是在体外三维培养过程中开始的，并在植入后继续在原位进行。

泪腺是眼睛的主要外分泌腺体。它们位于眼眶内，上眼睑后面，朝向每只眼睛的颞叶侧，分泌泪液作为泪膜的主要成分。泪腺对建立和维持健康的泪膜、保持良好的视力有重要作用。泪腺功能障碍和泪液分泌减少与一系列病因有关，并且是最常见的自身免疫性疾病之一——斯约克伦综合症的特征，在这种情况下会导致干眼症。胎儿哺乳动物的泪腺细胞具有再生能力。然而，在成人中，泪腺的再生能力似乎很小。因此，科学家们将泪腺确定为旨在使用人多能干（PS）细胞进行再生治疗和药物发现的研究靶标。

近日，来自日本大阪大学的研究学者在Nature上发表了一篇题为“Generation of 3D lacrimal gland organoids from human pluripotent stem cells”的研究论文，他们从人类多能干细胞生成了3D泪腺类器官。

在本研究中，他们鉴定了具有泪腺原基特征的细胞，这些细胞出现在从人类多能干细胞培养的二维眼样类器官中。含有眼表上皮样细胞的SEAM区3会产生泪腺的前体。他们采用流式细胞仪对从分离的泪腺样簇中获得的细胞进行分析，使用先前确定的抗体组合（抗ITGB4、抗SSEA-4和抗CD200）来识别眼表上皮干细胞。研究发现，泪腺样细胞簇被纳入SEAM内的眼表上皮干细胞群中，细胞群（CD200+−ITGB4SSEA-4）被鉴定为由hiPS细胞制造的泪腺样类器官的起源。研究人员筛选了泪腺样类器官形成的最佳培养基，即EGF/Y-27632培养基，并在此培养基上形成了泪腺样组织类器官。当通过细胞分选分离并在规定的条件下生长时，这些细胞形成了一个三维的泪腺样组织器官，具有导管和尖头，通过出芽和分支得以实现。克隆集落分析表明，该类器官起源于多潜能的眼表上皮干细胞。器官体在形态、免疫标记特征和基因表达模式方面与本地泪腺有明显的相似性，当移植到受体大鼠的眼睛附近时，会发生功能成熟，形成管腔并产生泪膜蛋白。

图 泪腺样类器官的移植

总之，该研究描述了从hiPS细胞和ES细胞产生的泪腺样组织器官。数据表明，泪腺的成熟是在体外三维培养过程中开始的，并在植入后继续在原位进行。这一进展为未来的泪腺发育研究带来了希望，一旦开发出适当的手术移植程序，就可用于未来的再生疗法，以治疗斯约克伦综合症等疾病。该器官还可用于治疗泪腺相关疾病的药物开发领域，并通过生成疾病特异性hiPS细胞作为调查腺体病理的平台，具有切实的好处。

参考文献：Hayashi, R., Okubo, T., Kudo, Y. et al. Generation of 3D lacrimal gland organoids from human pluripotent stem cells. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-022-04613-4