研究人員實(shí)驗(yàn)室培育人造眼睛,揭開(kāi)子宮中色覺(jué)發(fā)育之謎
(原標(biāo)題:Lab-grown eyes explain how a baby's vision develops in the womb)
10月14日消息,為了了解人類(lèi)如何形成色覺(jué),約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中培育出了人造眼睛。盡管這種干細(xì)胞發(fā)展而成的“類(lèi)器官”看起來(lái)不像眼睛,但它們與我們?nèi)祟?lèi)的眼睛有著非常相似的生長(zhǎng)方式。
借助CRISPR技術(shù)來(lái)操控甲狀腺激素水平,研究人員在研究中成功關(guān)閉了人造眼睛中綠色和紅色探測(cè)細(xì)胞的生長(zhǎng)。這一研究結(jié)果能夠讓我們更深入的了解人類(lèi)如何形成色覺(jué),而且有可能在未來(lái)幫助醫(yī)生們治療失明癥狀。
直接研究色覺(jué)是非常困難的,因?yàn)閺娜说难劬χ蝎@取活體組織樣本就是一種挑戰(zhàn)。一種全新而且痛苦較少的取樣方式就是使用類(lèi)器官,這種類(lèi)器官是在實(shí)驗(yàn)室中使用干細(xì)胞直接培育出來(lái)的器官。
約翰霍普金斯大學(xué)的發(fā)展生物學(xué)家Robert Johnston稱(chēng):“我們對(duì)其進(jìn)行的所有檢查結(jié)果都表明它看起來(lái)就像一顆正常發(fā)育的眼睛,唯一不同的是它是在實(shí)驗(yàn)室的盤(pán)子中培育的。這樣我們就擁有了一個(gè)模型系統(tǒng),從而避免對(duì)人類(lèi)進(jìn)行直接的研究?!?/p>
研究團(tuán)隊(duì)首先培育出了具有正常三色色覺(jué)的人造眼睛。他們留意到藍(lán)色感知細(xì)胞會(huì)首先發(fā)育,接下來(lái)是紅色和綠色細(xì)胞。研究人員猜測(cè)到底是什么導(dǎo)致它們具備了不同的色彩敏感性。研究論文的作者,畢業(yè)生Kiara Eldred稱(chēng):“色覺(jué)讓我們與其它大多數(shù)哺乳動(dòng)物區(qū)分開(kāi)來(lái)。我們的研究想要真正試圖了解這些細(xì)胞如何給予我們?nèi)祟?lèi)特殊的視覺(jué)。”
長(zhǎng)期以來(lái),研究人員一直懷疑甲狀腺激素影響著視網(wǎng)膜中紅、綠、藍(lán)三種色彩識(shí)別視錐細(xì)胞的形成。借助CRISPR技術(shù),約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員關(guān)閉了一些人造眼睛中的甲狀腺激素受體,這些類(lèi)器官就會(huì)只產(chǎn)生對(duì)藍(lán)色敏感的細(xì)胞。在藍(lán)色敏感細(xì)胞產(chǎn)生前,當(dāng)研究人員在人造眼睛中增加甲狀腺激素時(shí),這些類(lèi)器官中就會(huì)只產(chǎn)生紅色和綠色視錐細(xì)胞。
這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了子宮中色覺(jué)發(fā)育會(huì)受到影響,而且早產(chǎn)兒會(huì)因?yàn)榈貌坏阶銐虻募谞钕偌に負(fù)碛懈叩囊曈X(jué)障礙風(fēng)險(xiǎn)。Eldred稱(chēng):“如果我們能夠回答什么決定了細(xì)胞的命運(yùn),我們就更接近于恢復(fù)光受體受損人群的色覺(jué)?!毖芯繄F(tuán)隊(duì)未來(lái)想要對(duì)黃斑進(jìn)行研究,并且為黃斑變性找到臨床治療方法,因?yàn)檫@一病變是人類(lèi)致盲的主要原因之一。(過(guò)客)
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