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科學家用干細胞培育出微型視網(wǎng)膜

2014年06月16日 15:45 | 來源:新華社
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  新華社華盛頓6月15日電(記者林小春)美國科學家最近利用人類誘導多能干細胞,在實驗室中培育出具有三維結(jié)構(gòu)、對光敏感的微型視網(wǎng)膜。這為將來治療視網(wǎng)膜疾病乃至失明的患者帶來希望。

  這項研究的相關(guān)論文發(fā)表在新一期英國《自然-通訊》雜志上。論文第一作者、美國約翰斯·霍普金斯大學的鐘秀風對新華社記者說,她和同事利用人類誘導多能干細胞,在培養(yǎng)皿中培育出了“結(jié)構(gòu)完整、功能成熟的視網(wǎng)膜”。這種視網(wǎng)膜與人眼視網(wǎng)膜的“結(jié)構(gòu)和成分都相似,而且能感光”。

  干細胞是一類有潛力分化成各種器官組織的細胞,在胚胎中有大量此類細胞,它們被稱作胚胎干細胞??茖W界近些年來發(fā)現(xiàn),利用基因“重新編程”技術(shù)處理成體細胞,如皮膚成纖維細胞或血液細胞,可以讓它們回到胚胎干細胞狀態(tài),從而獲得多向分化的能力,如此得到的細胞被稱作誘導多能干細胞。

  鐘秀風說,本次研究把人體誘導多能干細胞逐步培育為視網(wǎng)膜前體細胞,后者進一步分化發(fā)育成具有三維結(jié)構(gòu)的視網(wǎng)膜組織。這種視網(wǎng)膜組織含有人眼視網(wǎng)膜的所有細胞成分,其中各種細胞自發(fā)有序地分層排列,形成組織結(jié)構(gòu),與人眼視網(wǎng)膜的結(jié)構(gòu)層次很類似。

  最令研究人員興奮的是該視網(wǎng)膜組織中對光刺激做出反應(yīng)的感光細胞發(fā)育得非常成熟,該細胞不僅合成了感光所必需的蛋白,還生成了發(fā)揮感光功能所必需的重要結(jié)構(gòu),即所謂的“外節(jié)”結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)是感光細胞將光信號轉(zhuǎn)化為生物電信號的場所。“幾十年來,科研界在生物體外沒有培育出感光細胞的‘外節(jié)’結(jié)構(gòu),這是一個科學難題”,鐘秀風說,“我們?nèi)〉昧顺晒?,這是在視網(wǎng)膜再生領(lǐng)域的一個巨大進步。”

  實驗顯示,當光波照射上述感光細胞時,細胞會出現(xiàn)生物電反應(yīng),這種生物電反應(yīng)的波形與人眼看到光線時感光細胞所做出的反應(yīng)類似。不過,鐘秀風也指出,人眼看東西時,感光只是第一步,還需要視網(wǎng)膜的其他細胞把生物電信號傳遞給大腦,才能形成視覺圖像。本次研究中培育的視網(wǎng)膜的直徑才1毫米左右,還沒有完全發(fā)育成熟,也沒有人眼視網(wǎng)膜那么大。

  對于利用人類誘導多能干細胞培育微型視網(wǎng)膜的意義,鐘秀風說,一是可以作為研究材料用于探索視網(wǎng)膜疾病的病因,而不像從前主要依賴小鼠等動物,如此研究的結(jié)果應(yīng)更可靠;二是為某項個性化醫(yī)療帶來可能,比如可利用體外培養(yǎng)的微型視網(wǎng)膜來測試藥物的有效性,或用于視網(wǎng)膜細胞移植治療,替代患者眼中致病或死亡的視網(wǎng)膜細胞,為他們重新帶來光明。

  鐘秀風還強調(diào),他們現(xiàn)在培育的視網(wǎng)膜還不能馬上移植到人眼內(nèi)治療疾病,還有很多重要問題需要探索。(完)

編輯:于瑋琳

關(guān)鍵詞:干細胞培育微型視網(wǎng)膜 視網(wǎng)膜 干細胞

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