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科学家用胚胎干细胞成功培养鱼类视网膜

胚胎视网膜培养皿视网膜对比图

德国海德堡大学有机研究中心(COS)的一个研究小组成功利用多骨鱼的胚胎干细胞在培养皿中培育出了复杂的视网膜组织。这项由Joachim Wittbrodt教授领导的研究首次证明,青和斑马鱼的干细胞能在可控的实验室条件下形成高度有组织的神经结构。

基础研究中使用的类器官是一种由干细胞分化而成的组织,常被用来获取关于细胞组织和器官发育的新信息,调查疾病的起源以及开发和测试新的药物。此前,科学家们一直无法将鱼的干细胞培养成复杂的神经结构,如视网膜。“我们的研究填补了类器官研究中的这一空白,”博士后研究员Lucie Zilova强调,“我们成功地培养了硬骨鱼的干细胞。在不到一周的时间里,它们经历了惊人的发育过程并最终分化成了复杂的视网膜结构。”

研究小组使用的是青鱼和斑马鱼胚胎的多能干细胞。根据Zilova博士的说法,从一个胚胎中提取的所有细胞在24小时内独立聚集成了一个大视网膜。之后的几天里,它们逐渐形成了不同类型的细胞层,其中包括鱼类眼睛中的感光细胞、双极细胞、无长突细胞和神经节细胞。“这一成长过程非常高效。”研究人员说。“一天内可以产生数百个小的视网膜类器官。”高通量使研究人员得以从中精确地分离出类似头部和两只眼睛的结构(形成了大脑和视网膜)。

“不过,看起来像视网膜并不意味着这些细胞的行为和生长会和在活胚胎中一样。”Venera Weinhardt博士补充。为此,研究人员使用光板荧光显微镜比较了培养皿中的细胞和胚胎细胞的行为。“分析清楚地表明,两者之间没有差异,细胞均沿着特定的路径移动到了眼芽的外围,并融合到了视囊泡中。”

研究人员还注意到,来自青和斑马鱼的类器官非常相似。这使他们相信,眼睛早期发育的分子和遗传机制在不同物种的进化过程中被保留了下来,而且不受胚胎细胞在发育过程中所处环境的影响。

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编译:橘子审稿:西莫 责编:陈之涵

期刊来源:《eLife》

期刊编号:2050-084X

原文链接:https://phys.org/news/2021-09-fish-eyes-grown-petri-dish.html

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