电子蛙眼是什么仿生方法？让眼睛像壁虎断尾再生一样

钱江晚报·小时新闻 记者 吴朝香

得了白内障怎么办？

滴上几滴“药水”，让眼睛里重新生长出一个全新的晶状体，就像壁虎断尾后再生一样；或者，用你自己的细胞养一个健康的晶状体出来，再用它替换掉生病的那个，就像是“自己救自己”……

这些听起来有些科幻的想法，其实已经在路上了！

干细胞、基因，它们和眼睛碰撞会擦出什么火花？6月6日全国爱眼日之际，我们来聊聊和“眼睛的未来”有关的那些事儿。

一项获奖的研究

和再生晶状体有关

2019年，浙大二院眼科中心主任姚克教授领衔的白内障团队的《白内障精准防治关键技术及策略的创新和应用》获国家科技进步二等奖。这个项目包含多项研究成果，其中有一项和再生晶状体有关。这个团队诱导出具有和人类晶状体类似结构和光学特性的再生晶状体。

世界著名晶状体及白内障研究权威John Hopkins医院的Riazuddin教授和NIH的Fielding教授称，“这是迄今为止世界上最完善的再生晶状体诱导方法。”

是不是有点“不明觉厉”？简单来说，这个再生晶状体有可能让我们在本文开头的假设变成现实。

姚克团队研究出的再生晶状体

人为什么会得白内障？晶状体是眼球重要组成部分，它是透明的，就像照相机镜头一样，能把远近物体形象清晰地反应在视网膜上。白内障就是原来透明的晶状体变乳白色，自然影响视力。

我们现在耳熟能详的白内障手术就是把不透明的晶状体取出，植入人工晶状体。对于一台高级相机来说，再好的镜头也比不过原装的。晶状体也是如此。

“在合适的微环境下，干细胞是可以再生成晶状体的。”姚克教授表示。以往干细胞再生治疗的大多是血液系统疾病，比如利用脐带干细胞，再生一个像晶状体这样的实体组织，并不多见。

研究团队用两年时间

从尿液中诱导出透亮的“荷包蛋”

“国外曾有研究人员用干细胞培养出晶状体，但它没有形状，也不透明。”浙大二院眼科中心白内障学组研究员傅秋黎说。

成年人的晶状体呈双凸透镜状，大小9毫米。国外培养出的晶状体，看起来就是模糊的一团，放大了看，像是石头粒，不透明也不透亮。而姚克教授团队研究出的这个再生晶状体来自于人的尿液。他们从尿液中提取的细胞诱导出多能干细胞（iPSCs）。“干细胞可以利用血液、皮肤细胞诱导而来，选择尿液是因为更方便并且是无创的。”姚克教授解释。

获得iPSCs后，加入诱导剂，诱导出人类晶状体。这个过程说起来简单，研究起来却极其不易。“用了差不多两年时间。”傅秋黎博士说。

再生晶状体要有形状，要够大，人类出生时晶状体直径约6~7毫米，再生晶状体越接近这个数字越好，最关键的是还要透明。为实现这一点，姚克和团队用了很多办法，“我们最后试着改变了试验的某个环节。”

荷包蛋

结果就是柳暗花明。临床手术，************，比较快意；科学研究，则是磨剑之功。

这个再生晶状体直径3毫米，一颗绿豆大小，晶莹透亮，显微镜下能看到很明显的光泽。它的大小和亮度在国际上已是最大突破。直白一点说，它最大最亮。

它在从干细胞变成晶状体的时候，呈大环套小环形态，就像一个荷包蛋，研究组就顺势将自己的研究办法称为：荷包蛋法。

体内诱导再造晶状体

有种科幻大片即视感

如果把再生晶状体比喻成一个小婴儿，出生只是人生起步。如何培养他，让他实现自己的价值，则任重道远。

它未来能做什么呢？

“现在的白内障手术是取出病变晶状体，用人工晶状体代替，虽然技术已经非常先进，但毕竟是人工产品，难免有人会出现并发症。除此之外，现在大部分患者使用的人工晶状体只能看远或者看近，而再生晶状体就不会存在这个问题。”傅秋黎博士解释。

利用干细胞的再生能力诱导出需要的组织，这是再生医学一直在做的研究。以往的研究大多是利用异体来源干细胞，是科学家在实验室培养出来的，再生晶状体和它们不同的是，使用的是自体来源的干细胞，是人体自身的。

举个简单的例子，你年老时得了白内障，用你自身的干细胞再造一个崭新的晶状体，替代病变的晶状体，也就是体内诱导。和人工晶状体相比，它是原装的；和异体干细胞相比，它不存在排异性。听着就很完美。

除此之外，对于先天性白内障患者来说，它绝对是一副良药。先白患者都是儿童，因为基因突变问题，晶状体天生浑浊，无法清晰视物。值得一提的是，姚克团队已寻找到全世界约1/20的导致先白的突变。

对儿童来说，传统的白内障手术并发症要比成人高得多，如果可以将坏掉的晶状体取出来，将干细胞注入先白患者的眼睛内，让它在眼内自然生长，如壁虎断尾后重生，那是再理想不过。

这是体内诱导，听着就有一种科幻大片的即视感。

姚克教授在实验室

治好“生病”的基因

让眼睛再生一个“零件”

“这项研究我们已经在做动物实验了。”傅秋黎说，研究分为幼兔、成年兔、老年兔三组。这是为了对照干细胞在不同年龄段兔子身上被诱导成晶状体的时间。

体内诱导的方式更适合儿童先白患者，因为他们的晶状体再生的能力更强。

姚克团队所进行的兔子研究，是将健康人身上提取的干细胞注入兔子眼内，幼兔用两个月时间，在原先摘除的晶状体囊腔内就可以生长出几乎相同的晶状体。“这个时间周期已经非常乐观。”姚克表示。

研究要解决的第二个问题则更复杂。“先白患者是基因问题，如果有他自身的干细胞，那么再生出来的晶状体依旧是有问题的，我们要做的是，首先在体外，将问题基因‘治疗’好，然后再将健康的干细胞注入患者眼内，这样再生长出来的晶状体就是没有问题的。”

傅秋黎在实验室

研究团队同时致力于再生晶状体用于白内障防治的药物试验。“简单来说，白内障发病是因为晶状体中的蛋白质发生异常聚集，就像鸡蛋被煮熟一样，所以出现混浊。我们在寻找一种提取物，来预防这种聚集，那么就可以预防或者延迟白内障的发生。”姚克说，而这种药物试验就需要在再生晶状体上进行，“未来，即使不能治愈白内障，将白内障发病年龄推迟5到10年，那也是非常值得期待的。”

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