在培养皿中培养结膜

在培养皿中培养结膜
EGF阻止hipsc衍生缝内的细胞分化为角膜上皮表型。(a) iPSCs在缝内分化为四个同心区,第3区细胞具有眼表外胚层的特征。(B)对EGF处理的SEAM (+EGF)和KGF处理的SEAM (+KGF)进行免疫染色。在表皮生长因子处理过的缝中,分化开始10周后,K12(一种角膜上皮细胞标记物)未被检测到。(C)基因表达分析显示,角膜上皮细胞标记物(K12和K3)表达显著下调(**p<0.01),类似于免疫染色的结果。信贷:大阪大学

结膜组织可能是与结膜炎相关的最容易被普通人识别的组织,但它是眼睛功能和保护的重要组成部分。在一项新的研究中,大阪大学的研究人员通过鉴定驱动结膜细胞发育和成熟的关键蛋白因子,在培养皿中生成了有功能的结膜组织。

眼睛是由几种不同类型的组织组成的复杂器官,每个组织都满足特定目的,以保证眼睛的全部功能。对眼功能的重要贡献者是健康的撕裂生产,确保眼睛不会干燥。干眼症是现代人群的常见发生,导致眼睛的刺激和炎症,从而受到视力的质量受损。撕裂液部分由结膜上皮部分保持,覆盖巩膜和眼睑内部的薄细胞层。了解结膜生物学并找到新补救措施需要有功能的结膜组织的发展,然后可以用来发现新的药物。

“许多眼疾会影响直接参与视觉过程的眼部部位,如晶状体、视网膜和视神经,”研究的通讯作者林龙平说。“在这项研究中,我们关注的是排列在眼睛外部的组织,这对正常视力同样重要。我们研究的目标就是找出那些对结膜组织功能产生重要影响的因素。”

在培养皿中培养结膜
从表皮生长因子处理过的接缝处获得P2部分细胞,用kgf培养基成熟培养,可以重建包括杯状细胞在内的功能性结膜上皮。(a)培养10-14周后,对表皮生长因子处理过的接缝衍生物进行CD200、SSEA-4和ITGB4的流式细胞仪分析。(B) P2、P3细胞成熟培养前后结膜上皮相关标志物基因表达分析。(C) P2和P3部分细胞成熟培养后MUC5AC免疫染色。(D) muc5ac阳性细胞密度。(E) ELISA检测MUC5AC在培养上清中的表达。(F)人iPS细胞来源的结膜上皮免疫染色。(G) PAS染色。信贷:大阪大学

为了达到他们的目的,研究人员提出了两个问题:1)如何结膜2)这些细胞如何成熟成能复制人眼的功能性组织?为了回答这些问题,研究人员使用了人类诱导(hiPSCs)可以被操纵成身体的任何细胞。研究人员从hiPSCs中生成了自形成的外胚层自主多区(SEAM)细胞,这是一种在培养皿中模拟全眼发育的细胞结构。研究人员将注意力集中在缝内的一个特定的细胞亚群上,它是结膜细胞的祖细胞。然后他们发现这种蛋白质(EGF)是结膜细胞发育所必需的,而蛋白角化细胞生长因子(KGF)是结膜组织成熟所必需的。

但是是新生成的结膜组织能够在活眼中复制其对应的功能吗?为了回答这个问题,研究人员研究了组织含有产生粘膜细胞的狗丝细胞,其润滑眼睛表面的分子,这在人结膜的功能中起重要作用。他们能够展示它们是由hiPSCs和含有足够数量的杯状细胞形成的,这表明它是一个很好的模型,可以在培养皿中研究人类结膜生物学和疾病。

在培养皿中培养结膜
结膜上皮细胞生成示意图。hiPSCs分化形成接缝。眼表上皮干细胞/祖细胞表达p63和PAX6,存在于缝3区。在分化培养中,结膜上皮细胞系主要出现在表皮生长因子处理过的SEAM衍生物中,而KGF促进角膜上皮细胞系的发育。相反,KGF对于hiPSC/接缝来源的结膜上皮的成熟和产生粘蛋白的杯状细胞的形成是必要的。信贷:大阪大学

“这些惊人的结果表明,眼睛是如何被严密地模拟在一个盘子里的。这项研究的第一作者Kimihito Nomi说:“我们的发现将有助于理解结膜的生物学,并可能进一步帮助形成药物筛选和再生疗法的模型,以对抗干眼综合征的影响。”

文章“生成功能结膜上皮,包括高脚卷细胞,来自人体IPSCS”细胞的报道


进一步探索

结膜脚卵细胞的成像有助于诊断干眼

更多信息:从人多能干细胞中生成包括杯状细胞在内的功能性结膜上皮细胞的报道(2021)。DOI:10.1016 / J.CELREP.2021.108715
期刊信息: 细胞的报道

由...提供大阪大学
引用:培养皿中结膜的世代(2021年2月2日)于2021年4月17日从//www.puressens.com/news/2021-02-conjunctivae-dish.html获得
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