在盘子里种植的人类视网膜解释了色觉是如何发展的

约翰斯·霍普金斯大学的生物学家从头开始研究人类视网膜，以确定如何制作允许人们看到颜色的细胞。这项工作将在“ 科学 ”杂志上发表，为开展色盲和黄斑变性等眼病治疗奠定了基础。它还建立了实验室创建的“类器官”作为在细胞水平上研究人类发育的模型。

约翰霍普金斯大学的发育生物学家罗伯特约翰斯顿说：“我们检查的所有东西看起来都像是正常的发育中的眼睛，只是在盘子里长大。” “你有一个模型系统，你可以操纵而不直接研究人类。”

约翰斯顿的实验室探索了如何确定细胞的命运 - 或者子宫中发生的事情，将发育中的细胞转变为特定类型的细胞，这是人类生物学的一个方面，这在很大程度上是未知的。

在这里，他和他的团队专注于让人们看到蓝色，红色和绿色的细胞 - 人眼中的三个锥形光感受器。

虽然大多数视觉研究都是针对老鼠和鱼类进行的，但这些物种都没有人类动态的白天和色彩视觉。所以约翰斯顿的团队用干细胞创造了他们所需的人类眼睛。

“三色彩视觉描绘了我们与大多数其他哺乳动物的关系，”主要作者，约翰霍普金斯大学研究生Kiara Eldred说。“我们的研究正在努力弄清楚这些细胞通过什么途径来为我们提供特殊的色觉。”

几个月后，随着细胞在实验室中生长并成为完整的视网膜，研究小组发现蓝色检测细胞首先实现，然后是红色和绿色检测细胞。在这两种情况下，他们发现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，甲状腺当然不在培养皿中，而是完全由眼睛本身控制。

了解甲状腺激素的数量如何决定细胞是蓝色还是红色和绿色，团队能够操纵结果，创造视网膜，如果它们是完整人眼的一部分，只能看到蓝色，只能看到蓝色看到绿色和红色。

甲状腺激素对于制造红绿色锥体至关重要的发现提供了深入了解为什么早产婴儿由于缺乏母体供应而降低甲状腺激素水平的原因，其视力障碍发生率较高。

“如果我们能够回答导致细胞终止命运的原因，我们就能够为那些已经损坏光感受器的人恢复色觉，”Eldred说。“这是一个非常美丽的问题，无论是在视觉上还是在智力上 - 它是什么让我们看到颜色?”

这些发现是实验室的第一步。在未来，他们希望使用类器官来更多地了解色觉和视网膜其他区域(如黄斑)的创建机制。由于黄斑变性是人们失明的主要原因之一，因此了解如何生长新黄斑可能会导致临床治疗。

“令人兴奋的是，我们的工作建立了人类器官作为研究人类发育机制的模型系统，”约翰斯顿说。“真正推动极限的是，这些类器官需要9个月才能像人类宝宝一样发育。所以我们真正研究的是胎儿发育。”

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