甲状腺激素水平竟调节人视网膜中三种视锥细胞的产生

在一项新的研究中，来自美国约翰霍普金斯大学的研究人员从头开始构建出人类视网膜类器官，从而确定出让人们看到颜色的细胞是如何产生的。相关研究结果发表2018年10月12日的Science期刊上，论文标题为“Thyroid hormone signaling specifies cone subtypes in human retinal organoids”。这项研究为开发出治疗色盲和黄斑变性等眼科疾病的疗法奠定基础。它还将在实验室中构建出的这种“类器官（organoid）”作为一种在细胞水平上研究人类发育的模型。

论文通信作者、约翰霍普金斯大学发育生物学家Robert Johnston说，“我们研究的所有东西看起来都像一只正常的发育中的眼睛，它们只是在培养皿中培养的。你有一种模型系统，你就能够在不用直接研究人体的情况下操纵它。”

Johnston实验室探究了细胞的命运是如何决定的---或者说子宫中发生的哪些事件让发育中的细胞转变为特定类型的细胞，这是人类生物学中很大程度上未知的一个方面。在这项新的研究中，Johnston和他的团队专注于让人们看到蓝色、红色和绿色的细胞---人眼中的三种视锥细胞（cone photoreceptor）。

虽然大多数视觉研究都是针对老鼠和鱼类开展的，但是这些物种都没有人类动态的白天视觉（daytime vision）和颜色视觉。为此，他们利用干细胞构建出他们所需的人类视网膜类器官。几个月后，随着这些干细胞在实验室中生长并形成完整的视网膜，Johnston团队发现检测蓝色的细胞首先产生，随后是检测红色和绿色的细胞。在这两种情形下，他们发现一种分子开关的关键是甲状腺激素的起伏。重要的是，这种激素的水平不受甲状腺控制，而是完全由视网膜本身控制，毕竟甲状腺并不存在于培养皿中。

通过了解甲状腺激素的水平如何决定这些干细胞是否变成检测蓝色的细胞以及检测红色和绿色的细胞，Johnston团队能够操纵这种结果，构建出仅能够看见蓝色的视网膜，以及仅能够看见红色和绿色的视网膜，就好像它们是完整人类眼睛的一部分。

这一发现表明甲状腺激素对产生检测红色和绿色的视锥细胞是至关重要，它有助人们深入了解为何因缺乏母体供应而甲状腺激素水平下降的早产婴儿具有比较高的视力障碍发生率的原因。

这些发现是Johnston实验室迈出的**步。在未来，他们想要利用类器官更多地了解颜色视觉和参与视网膜其他区域（如黄斑）产生的机制。鉴于黄斑变性是人们失明的主要原因之一，因此了解如何培育出新的黄斑可能会导致人们开发出临床治疗方法。