科学家打造出眼结膜“哭泣”模型

参考消息网1月19日报道 据英国《新科学家》周刊网站1月16日报道，科学家们在实验室中创造出首个人类结膜的3D模型，该模型甚至可以自行分泌眼泪。结膜是眼睛保护性的透明外膜。研究人员表示，新模型可用于研究影响数百万人的疾病，如结膜炎（即俗称的“红眼病”）等。

这种结膜复制品是一种“类器官”。类器官是一种实验室培养的细胞群，定制为类似人体全尺寸组织的3D微型版本。类器官通常是从干细胞中培养出来的，可以让科研人员重建人体器官的结构和功能。正因如此，这些模型正在成为用动物测试药物有前途的替代方案。

研发这一新型类器官的科研人员指出，截至目前，尚未研制出实用性的人类结膜实验室模型，这限制了该领域的研究。上述研究团队在1月11日发表于美国《细胞-干细胞》杂志上的一篇论文中报告了他们的发现。

为了制作这个新模型，研究人员从器官捐赠者和接受眼科手术的患者提供的结膜组织中收集了干细胞。科研人员使用一种叫做生长因子的化学物质，诱导细胞形成类似人类结膜的3D结构。

这些类器官包含了通常在人类结膜中发现的所有细胞，包括杯状细胞和角质细胞等产生黏液的细胞——它们使组织产生富含黏液的泪液，保护并润泽眼睛表面。不过，该研究的作者发现后者还能分泌抗菌蛋白。

该研究的第一作者、荷兰许布雷赫特研究所从事发育生物学和干细胞研究的博士后研究员玛丽·班尼尔-埃拉韦在一份声明中说：“我们发现结膜会产生抗菌成分，可以通过更多方式促进泪液的产生，而不仅仅是产生黏液。”

这种新模型模拟了人类结膜的所有主要特征，包括其产生富含黏液的泪液的能力。除了揭示角质细胞的抗菌特性外，该模型还帮助科研人员发现了簇状细胞，这是一种此前未知却存在于结膜中的细胞。簇状细胞是在覆盖身体不同部位表面的组织中发现的上皮细胞，此前被认为与过敏有关。

班尼尔-埃拉韦说：“类似细胞曾在其他组织中被发现过，但在人类结膜中没有被发现过。”

研究作者通过在该模型上应用一种叫做白细胞介素的发炎性化学物质来模拟过敏反应，对这种新型类器官进行了实验。

班尼尔-埃拉韦表示：“这些类器官开始产生完全不同的泪液：其中有更多黏液，但也有更多的抗菌成分。”根据这份声明，这种新发现的簇状细胞在类器官中也变得更加丰富，这表明它们可能会影响眼睛对过敏的反应。

研究作者希望该模型可用于测试治疗结膜疾病的新药，包括因泪液分泌量不足或质量欠佳引起的干眼症，以及由感染、过敏或刺激物引起的红眼病或炎症等。

在这项研究中，研究人员用各种已知会导致病毒性结膜炎的病毒感染这种类器官，随后用药物治疗感染。例如，单纯疱疹病毒1型感染可以通过抗病毒药物得到逆转。这种病毒主要导致口腔和生殖器疱疹，但也可能引发结膜炎。

根据研究团队的声明，人们在该领域还需要进行更多的研究，但作者希望有朝一日能利用这种方法为患有眼部灼伤、癌症或遗传疾病的患者制造替代结膜。