意外！甲狀腺激素水平竟調(diào)節(jié)人視網(wǎng)膜中三種視錐細胞的產(chǎn)生

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2018-10-18 13:40:00【大中小】

在一項新的研究中，來自美國約翰霍普金斯大學的研究人員從頭開始構(gòu)建出人類視網(wǎng)膜類器官，從而確定出讓人們看到顏色的細胞是如何產(chǎn)生的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表2018年10月12日的Science期刊上，論文標題為“Thyroid hormone signaling specifies cone subtypes in human retinal organoids”。這項研究為開發(fā)出治療色盲和黃斑變性等眼科疾病的療法奠定基礎(chǔ)。它還將在實驗室中構(gòu)建出的這種“類器官（organoid）”作為一種在細胞水平上研究人類發(fā)育的模型。

圖片來自Science, doi:10.1126/science.aau6348。

論文通信作者、約翰霍普金斯大學發(fā)育生物學家Robert Johnston說，“我們研究的所有東西看起來都像一只正常的發(fā)育中的眼睛，它們只是在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的。你有一種模型系統(tǒng)，你就能夠在不用直接研究人體的情況下操縱它。”

Johnston實驗室探究了細胞的命運是如何決定的---或者說子宮中發(fā)生的哪些事件讓發(fā)育中的細胞轉(zhuǎn)變?yōu)樘囟愋偷募毎@是人類生物學中很大程度上未知的一個方面。在這項新的研究中，Johnston和他的團隊專注于讓人們看到藍色、紅色和綠色的細胞---人眼中的三種視錐細胞（cone photoreceptor）。

雖然大多數(shù)視覺研究都是針對老鼠和魚類開展的，但是這些物種都沒有人類動態(tài)的白天視覺（daytime vision）和顏色視覺。為此，他們利用干細胞構(gòu)建出他們所需的人類視網(wǎng)膜類器官。幾個月后，隨著這些干細胞在實驗室中生長并形成完整的視網(wǎng)膜，Johnston團隊發(fā)現(xiàn)檢測藍色的細胞首先產(chǎn)生，隨后是檢測紅色和綠色的細胞。在這兩種情形下，他們發(fā)現(xiàn)一種分子開關(guān)的關(guān)鍵是甲狀腺激素的起伏。重要的是，這種激素的水平不受甲狀腺控制，而是完全由視網(wǎng)膜本身控制，畢竟甲狀腺并不存在于培養(yǎng)皿中。

通過了解甲狀腺激素的水平如何決定這些干細胞是否變成檢測藍色的細胞以及檢測紅色和綠色的細胞，Johnston團隊能夠操縱這種結(jié)果，構(gòu)建出僅能夠看見藍色的視網(wǎng)膜，以及僅能夠看見紅色和綠色的視網(wǎng)膜，就好像它們是完整人類眼睛的一部分。

這一發(fā)現(xiàn)表明甲狀腺激素對產(chǎn)生檢測紅色和綠色的視錐細胞是至關(guān)重要，它有助人們深入了解為何因缺乏母體供應而甲狀腺激素水平下降的早產(chǎn)嬰兒具有比較高的視力障礙發(fā)生率的原因。

這些發(fā)現(xiàn)是Johnston實驗室邁出的第一步。在未來，他們想要利用類器官更多地了解顏色視覺和參與視網(wǎng)膜其他區(qū)域（如黃斑）產(chǎn)生的機制。鑒于黃斑變性是人們失明的主要原因之一，因此了解如何培育出新的黃斑可能會導致人們開發(fā)出臨床治療方法。

參考資料：

Kiara C. Eldred1, Sarah E. Hadyniak1, Katarzyna A. Hussey et al. Thyroid hormone signaling specifies cone subtypes in human retinal organoids. Science, 12 October 2018, 362(6411):eaau6348, doi:10.1126/science.aau6348.