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摘要:值得注意的是,实验室培养的眼睛组织中的颜色感应细胞像胎儿中的细胞一样自我组织,先是蓝光感应锥细胞,然后是红光和绿光感应细胞。科学家们在一项新的研究中报告说,对这些细胞的实验首次揭示了产生我们独特色彩视觉的机制。除了揭示颜色视觉的秘密外,实验室培养的眼组织可能被证明对研究人类特有的视觉的其他方面是有用的,并且可以为失明和青光眼的治疗提供见解,约翰斯顿说,这一发现今天发表在《科学》杂志的网上。
在人眼中,有三种类型的锥体细胞可以调节色觉,感知红光、蓝光或绿光,但对于这些特殊的细胞是如何在生长中的胎儿的眼睛中出现的却知之甚少。然而,研究人员最近发现了这些形成机制,通过生长由眼细胞组成的器官-非常小,原始的器官,这样他们就可以在细胞发育的过程中观察到这些细胞。
虽然这些微小的器官看起来不像完全形成的眼睛,但它们含有对光作出反应的感光细胞,这些细胞(以及它们的基因)在人眼中的行为仍然和锥细胞一样。值得注意的是,实验室培养的眼睛组织中的颜色感应细胞像胎儿中的细胞一样自我组织,先是蓝光感应锥细胞,然后是红光和绿光感应细胞。科学家们在一项新的研究中报告说,对这些细胞的实验首次揭示了产生我们独特色彩视觉的机制。[实验室中生长的11个身体部位]
蓝锥细胞在红、绿相邻细胞之前就已经发育成熟。但目前尚不清楚它们为什么会以这种顺序出现,以及是什么促使细胞“选择那些命运”为蓝色、红色或绿色,该研究的主要作者Kiara Eldred说,他是马里兰州约翰霍普金斯大学(JHU)生物系的一名博士生。
“我们不确定是什么在发展环境中暗示这些细胞彼此不同,”埃尔德雷德告诉《生活科学》。
科学家们引导干细胞成为眼睛组织,但研究的合著者、JHU生物系的助理教授罗伯特·约翰斯顿说,究竟什么样的眼睛组织是由细胞本身决定的。
“它们只是在碟子里像视网膜一样发育和生长,”约翰斯顿告诉《生活科学》。
是一种视网膜器官,如图43所示不太像眼睛,但它能让科学家观察到眼睛细胞是如何生长和相互作用的。(约翰霍普金斯大学)因为研究人员希望他们成长中的小眼睛遵循与 ... 中胎儿眼睛相同的时间表,他们监测了视网膜组织9个月的发育。
更重要的是,埃尔德雷德说,先前在老鼠和斑马鱼身上的研究暗示,甲状腺激素有助于触发与色觉相关的细胞的发育。为了验证这一点,科学家们使用基因编辑工具CRISPR来操纵锥体细胞的激素受体,以观察这将如何改变它们的生长模式。
他们发现,在眼睛发育的不同阶段存在的甲状腺激素水平在塑造细胞的身份方面起了很大的作用。当研究人员禁用了这种激素的受体后,他们长出了只有蓝色感应细胞的小眼睛,只能看到蓝光。研究人员报告说,当他们在生长过程的早期——在蓝色细胞形成之前——将多余的甲状腺激素注入到类器官中时,所有的颜色细胞都发展成红色和绿色。
告诉我们,我们已经充分了解了在培养皿中培养人类视网膜细胞的机制,约翰斯顿告诉《生活科学》,我们可以告诉他们我们想要制造什么样的细胞。
除了揭示颜色视觉的秘密外,实验室培养的眼组织可能被证明对研究人类特有的视觉的其他方面是有用的,并且可以为失明和青光眼的治疗提供见解,约翰斯顿说,
这一发现今天(10月11日)发表在《科学》杂志的网上。
最初发表在《生命科学》杂志上。
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