《Cell》子刊:首項具「視覺」腦部類器官問世 探眼部發育之謎

2021/10/19
《Cell》子刊:首項具「視覺」腦部類器官問世 探眼部發育之謎
近(7)日,德國杜賽道夫大學(Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf)的科學家,利用誘導性多功能幹細胞(iPSC),開發出首項具「視覺」功能的腦部類器官(organ

(7)日,德國杜賽道夫大學(Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf)的科學家,利用誘導性多功能幹細胞(iPSC),開發出首項具「視覺」功能的腦部類器官(organoid),不但可望更深入探究視覺發育過程,未來也能幫助眼部遺傳疾病相關研究,可說是腦部類器官的一大進展。該研究發表於期刊《Cell Stem Cell》。

先前研究已顯示,視黃酸(retinoic acid)為視網膜細胞發育的一項關鍵訊號,視黃酸會抑制眼部發育早期「視杯」(optic cup)部位的腦組織生長,進而讓該部位發育出眼部構造。

因此,該研究團隊先透過iPSC發育出腦部類器官,再接著將視黃酸引入培養的細胞中。經過約60天後,該類器官便形成出一對類似眼睛的區域,並產生8種不同的細胞群,這些細胞包含一般大腦類器官中的細胞,以及視杯和視網膜發育所需的細胞。

所特化出的細胞,包括:原始角膜上皮(primitive corneal epithelial)構造和類水晶體細胞(lens-like cells),以及視網膜色素上皮細胞、視網膜祖細胞(retinal progenitor cells)、類軸突的投射構造(axon-like projections)、電活化(electrically active)的神經元網路等。

該類器官也會表現突觸蛋白-1 (synapsin-1)、特定的具髓鞘皮質神經元(myelinated cortical neurons)和微膠細胞(microglia)等,與神經分化相關的現象。

此外,研究團隊也發現,其中某些細胞對光線可有所反應,具有類似視網膜中光敏細胞(photosensitive cell)的功能:這些細胞突然暴露在強光下時,會變得較不活躍,回到黑暗環境後,細胞又會重新活化。

這項研究有望幫助科學家了解眼睛的發育,也可能直接影響我們對眼部遺傳性疾病的理解,甚至幫助人類治療視覺缺陷。

參考資料:

1. 論文原文:https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(21)00295-2

2. https://www.forbes.com/sites/williamhaseltine/2021/10/18/is-this-petri-dish-looking-at-me/?sh=5b063538289e

(編譯/巫芝岳)