《Cell》子刊:首款結膜類器官問世! 同步揭結膜內首見「簇狀細胞」

撰文記者 巫芝岳
日期2024-01-18
《Cell》子刊:首款結膜類器官問世! 同步揭結膜內首見「簇狀細胞」 (圖片來源:網路)

近(11)日,荷蘭胡布勒支研究所(Hubrecht Institute)的科學家,首次開發出人類結膜類器官(organoid),可望成為結膜相關疾病、療法開發的研究利器,另外,他們還從中發現了過去未知的「簇狀細胞」(tuft cell),該細胞可能對發生過敏反應時有重要作用。這項研究被發表於期刊《Cell Stem Cell》。

結膜覆蓋於眼球的眼白和眼瞼部位,且已知包括:乾眼症、癌症、過敏和感染等,都和結膜有關,而該團隊所開發的類器官,為全球第一項完整的人類結膜模型,將有助於這些疾病的深入研究和藥物開發。

該團隊使用來自人類結膜的細胞,並將其在培養皿中培養成3D立體結構,形成類器官。在單細胞RNA表現圖譜(expression atlas)實驗中顯示,結膜中的角質細胞(keratinocyte)會表現出多種抗菌的胜肽,此外還發現一項「簇狀細胞」的存在。

簇狀細胞是一種細胞頂部有突出的刷狀微絨毛的細胞,通常位於上皮細胞中,已知存在於腸道、呼吸道等部位,本次是首次發現結膜中也有該細胞的存在。

研究團隊並進一步在培養皿中透過加入介白素-4/-13 (IL-4/-13),來模擬過敏反應,他們發現,結膜會加速杯狀細胞(goblet cell)和簇狀細胞的分化,並快速調節細胞的分泌體(secretome)。

過去已知,淚液中所含的黏液,是由結膜中的杯狀細胞所分泌,黏液能讓角膜上皮細胞表面從親脂性變為親水性,讓淚腺和副淚腺分泌的水液可均勻分布在眼球上

研究人員進一步說明,本次的發現可以解釋結膜在淚液產生過程中扮演的角色,除了產生黏液外,也能分泌多種抗菌成分以保護眼部。

此外,研究團隊還進一步對類器官測試了幾項病毒感染,例如第一型單純疱疹病毒HSV1、人類第八型腺病毒(hAdV8)、新冠病毒(SARS-CoV-2)等。

他們發現,使用抗病毒藥acyclovir可成功抑制HSV1感染,另外對於目前尚無抗已批准病毒藥可治的hAdV8,也成功以巨細胞病毒性視網膜炎藥物cidofovir,抑制了類器官的感染。

研究人員表示,這項類器官模型可望用於測試過敏或乾眼症藥物,甚至有望成為因燒燙傷、癌症或遺傳疾病而導致不可修復的結膜病變時,可使用的人造結膜材料,該研究團隊也正在以兔子進行相關臨床前研究中,以評估該方法的可行性。

參考資料:

1. 論文原文:https://www.cell.com/cell-stem-cell/pdf/S1934-5909(23)00438-1.pdf

2. https://www.hubrecht.eu/model-human-conjunctiva/

(編譯/巫芝岳)