来自日本神户理化研究所发育生物学研究中心(CBD)的干细胞生物学家Yoshiki Sasai在体外模拟哺乳动物器官发育的努力获得了让人“大开眼界”的成功，他在实验室中培育出了人眼前体。
这种称之为视杯(optic cup)的结构直径为550微米，包含多层视网膜细胞其中包括光感受器(photoreceptor)。这一成果为人们带来了希望有一天医生或许能够在诊所里修复受损的眼睛。Sasai在上周报告了他的研究发现，然而对于参与日本横滨年度干细胞研究国际协会会议的研究人员而言，最令人兴奋的事情是在没有Sasai和研究小组干预的情况下视杯形成了其结构。
英国剑桥大学干细胞研究中心主任Austin Smith说：“它的结构真的不同寻常。”
直到近期，干细胞生物学家们都只能够将胚胎干细胞培育出二维薄片。然而在过去的4年里，Sasai利用小鼠胚胎干细胞培育出了组织良好的三维结构，如大脑皮层、脑下垂体和视杯组织。他的最新成果标志着首次有人用人类细胞取得了类似的壮举。
常见的模式
人类视杯各部分基本上是以与小鼠视杯中那些相同的顺序生长。这再次证实了一个生物学教训：这种复合物形成的指令是来自细胞内，而非依赖外部的触发。
在Sasai的实验中，视网膜前体细胞自发地形成了一个上皮组织细胞球，然后向外凸起形成了眼泡(eye vesicle)。这一柔韧的结构随后自身折叠形成了一个小袋，生成了视杯，这种视杯具有外壁(视网膜上皮)以及包含光感受器、双极细胞和神经节细胞等多层视网膜细胞的内壁。Sasai 说：“这解决了一个长期的争议即视杯的发育是受到内部还是外部指令的驱动。”
人类和小鼠视杯发育过程的时间上存在一些细微的差异。但是最大的不同在于大小：人类视杯的直径大小鼠2倍，体积大10倍。“它大且厚，”Sasai说。与在体内结构发育中看到的那些相似，其比值非常的显著。“大小是细胞固有的，这一事实非常的有趣，”洛杉矶南加州大学干细胞生物学家Martin Pera说。
以眼还眼
这一成果有可能对临床造成很大的变化。科学家们不断地在移植细胞中取得成功：上个月，伦敦大学学院的一个研究小组证实干细胞衍生的光感受器移植能够恢复小鼠的视力。但是移植只涉及杆状光受体，而不包括锥形光受体，只能让受者看到模糊的图像。Sasai有组织的分层结构使得整合的光感受器组织有望在某天获得移植。这一发育过程还适用于治疗特殊疾病，构建的组织材料可用于移植和冻存。
Sasai强调视杯中的细胞是“纯”的，不同于二维聚集体中的那些细胞可能仍然包含胚胎干细胞。这样减少了那样的细胞移植可能形成癌性生长或无关组织碎片的忧虑。“这就像从一棵树上拽下一个苹果，你不会期望内面生长有铁，你没有更多的理由预期在这些眼睛中长出骨来，”Sasai说。
理化研究所发育生物学研究中心的眼科医生Masayo Takahashi已经开始将来自这一视杯的视网膜薄层移植到小鼠。她计划在今年年底用猴子完成同样的试验。最大的问题是移植的组织将是否会整合到天然组织中。
临床医生和干细胞生物学家也会想知道重复Sasai的成功到底有多么容易。一些与会人员曾经尝试用人类细胞再现Sasai的小鼠实验，但没有获得成功。“我们需要知道它是如何的功能强大，多么具有可重现性，”Smith说。 |
