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重新编程内耳以使毛细胞再生有望成为听力损失治疗的目标

导读 由马萨诸塞州眼与耳研究人员领导的一个团队的一项新发现可能使科学家们更进一步地开发治疗方法,以使引起听力损失的缺失细胞再生。在2019年...

由马萨诸塞州“眼与耳”研究人员领导的一个团队的一项新发现可能使科学家们更进一步地开发治疗方法,以使引起听力损失的缺失细胞再生。

在2019年12月4日在线发表在《自然通讯》上的一项新研究中,科学家报告了一种诱导成熟内耳细胞分裂的新策略。通过这种途径,他们能够重新编程内耳的细胞,以在成年小鼠中增殖和再生毛细胞样细胞。这项首创的概念验证研究可为听力受损的人提供感觉毛细胞和其他重要内耳细胞类型的再生方法。

“这项研究表明,通过重新编程,成熟的哺乳动物内耳细胞可以被诱导分裂并变成听力所需的毛细胞,”资深研究作者郑正一博士说。设在马萨诸塞州的伊顿-皮博迪实验室,并在哈佛医学院任耳鼻咽喉头颈外科副教授。“这些在完全成熟的内耳中更新增殖和毛细胞生成的发现为重新编程和毛细胞再生的应用奠定了基础。”

联邦统计数字显示,听力损失是人们最常见的感觉缺陷形式之一,影响了约3700万美国人。人类和其他哺乳动物的内耳细胞缺乏分裂或再生的能力。因此,损坏内耳,特别是损坏毛细胞会导致永久性听力损失。毛细胞是专门的内耳细胞,负责将诱发声音的机械振动转换成电信号,然后再传递到大脑。许多遗传和环境因素,包括过度暴露于响声和衰老,都会破坏听力系统中的这些关键细胞。

当前没有用于听力损失的药物治疗。

重新编程内耳细胞以使用转录因子分裂

听力损失可能是由不同类型的内耳细胞损失引起的。剩余细胞分裂并重新填充耳朵的能力是实现听力恢复的一种方法。

先前的研究表明,在新生小鼠的内耳中,损伤后可以诱导细胞分裂并再生毛细胞。但是,在完全成熟的耳朵中,细胞分裂的能力会丧失,并且不会发生毛细胞再生。在人类中,即使是新生的内耳也已经完全成熟。因此,陈博士及其同事说,为了开发新的人类听力损失治疗方法,“必须证明在成熟的哺乳动物内耳中可以实现细胞分裂和毛细胞再生。”

在这项新研究中,陈博士的实验室通过激活成人耳中的两个分子信号Myc和Notch使用了一种重编程方法。他们发现成熟的内耳细胞可以被诱导分裂。重要的是,一些新细胞发展出毛细胞的特征,包括存在进行机械到电转换的转导通道,以及与听觉神经元形成连接的能力,这两者都是听力必不可少的。

陈博士解释说:“我们的工作表明,重编程是通过重新激活早期的内耳发育基因来实现的,从而使成熟的内耳恢复新生儿的特性,从而使其能够重新分化和再生。”

未来的研究着眼于药物治疗的目标

这项工作建立在早期研究的基础上,该研究确定了Notch在毛细胞增殖中的作用。“当前研究的最重要方面是,如果充分编程,完全成熟的哺乳动物内耳仍然具有分裂和再生的能力,从而消除了阻碍听力恢复所需的内耳再生的基本障碍。”陈博士进一步阐述。

陈博士的实验室正在努力发现其他药物样分子,以在成熟的内耳和大型动物模型(包括猪)中实现细胞分裂和毛细胞再生。

他补充说:“我们希望我们的研究可以作为再生具有其他无法再生细胞的类似特性的组织的模型,”他补充说。

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