科学家首次培育出了泪腺，还让它“哭”了出来

本文来自微信公众号：学术经纬（ID：Global_Academia），作者：药明康德内容团队 ，原文标题：《干细胞领域的突破！科学家们首次让一团细胞“哭”了出来……它有什么用？》，题图来自：视觉中国

荷兰乌得勒支研究所（Hubrecht Institute）和乌得勒支大学医学中心（UMC Utrecht）的科学家们最近取得了一项重要的突破：利用人类干细胞，他们在培养皿中培育出了人类泪腺模型，并首次成功地让这团细胞流出了眼泪。

▲蓝色是细胞核，红色标记的是产生的眼泪成分（图片来源：参考资料[2]；Credit：Marie Bannier-Hélaouët，Hubrecht Institute）

▲这段快放显示了4小时内培养皿里的迷你泪腺被弄“哭”而膨胀的样子（视频来源：参考资料[2]；Credit：Marie Bannier-Hélaouët，Hubrecht Institute）

为什么流眼泪那么重要？泪腺分泌的泪液给角膜提供必要的润滑和营养，并具有抗菌成分。事实上，有很多人正在因为泪液分泌不足而忍受痛苦。也许你已经发现了一点症状：在长久使用屏幕后，眼睛发红、干涩……更严重的情况下，会引起角膜受损，甚至有失明的可能。

屏幕、隐形眼镜、某些眼部的激光手术，甚至吸烟、空气污染等，都是造成干眼症流行的原因。有数据显示，干眼症的发病率几乎已经和高血压一样，是糖尿病的2倍多。遗憾的是，这种泪腺疾病目前还无法根治，只能对症缓解，例如补充人工泪液。

▲这项研究发表在Cell Stem Cell杂志（图片来源：官网截图）

领衔这项研究的是世界知名科学家Hans Clevers教授。他开创性地建立了利用干细胞培育类器官的实验方法。所谓类器官，是模拟实际器官功能的微型3D结构。类器官技术曾在2017年被Nature Methods评为生命科学领域年度技术。Clevers教授过去的研究已经培育出模拟肠道、肝脏、子宫颈癌等的多种类器官。

尽管有很多成功的经验，人类泪腺仍然给研究人员带来了挑战，最大的困难是如何让培育的泪腺细胞分泌出眼泪。“类器官是用各种刺激生长的生长因子培育出来的，为了让这些类器官‘哭’出来，我们不得不调整配方。”

最终，研究人员成功了！真正的泪腺会在受到某些刺激后分泌眼泪；类似的，这些培养皿里长出来的微型泪腺在受到特定化学物质（如去甲肾上腺素）的刺激后产生泪水。流入类器官内部的眼泪让整团细胞像气球一样膨胀起来，因此通过它们的大小就可以看出它们有没有在“哭”。

▲该研究示意图（图片来源：参考资料[1]）

在这篇论文中，研究人员利用单细胞测序技术分析了人类泪腺的细胞类型，借助CRISPR-Cas9基因编辑技术揭示了调控泪腺细胞分化所需的主要调控因子。基于这些信息，他们计划继续培养出包含更多细胞类型的完整泪腺，在药物开发和临床应用中发挥作用。

有趣的是，这支研究团队除了进一步研究人类的泪腺外，据介绍他们还在与博物学家展开合作，希望用这项技术研究“鳄鱼的眼泪”。

参考资料

[1] Marie Bannier-Hélaouët et al., (2021) Exploring the human lacrimal gland using organoids and single-cell sequencing. Cell Stem Cell Doi: https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.02.024

[2] Crying human tear glands grown in the lab. Retrieved Apr. 19, 2021 from https://www.hubrecht.eu/crying-human-tear-glands-grown-in-the-lab/

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