澳门新葡新京人类胚胎干细胞可恢复动物听力

而且神经元也能通过再生神经键对这种分子进行相应反馈,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,沙鼠耳内的源自人类干细胞的耳神经细胞恢复了这些动物的听力

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据外媒报道,由于南加州大学和哈佛大学科学家进行的研究,或将为那些听力受损的人群带来希望。他们已经开发出一种解决方案,能够放在内耳,有助于受损细胞的修复。

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澳门新葡新京,好消息!听力受损或有望得到治疗!与年龄和噪音相关的听力损失,是由于将毛状感觉细胞振动传递到大脑的神经元束以及连接这些细胞的神经键损坏所致。问题在于,会有液体不断流过那些细胞和神经元所处的内耳部分,也就是耳蜗,这也意味着放置在那里的任何药物都会被冲走。考虑到这一点,科学家们设计了一种结合了7,8-二羟基黄酮和双膦酸盐的分子;前者是模仿一种对神经系统发育和功能起关键作用的蛋白质,而后者则是一种能够粘在骨骼的药物。在对培养皿中的小鼠耳组织进行的实验室测试中,这种分子不仅能停留在原处,而且神经元也能通过再生神经键对这种分子进行相应反馈,从而对毛细胞和神经元本身进行修复。尽管如此,这个解决方案尚未开始在活体动物体内进行试验。不过,科学家们相信他们已经朝着正确方向迈出了一步。关于这项研究的论文发表在了生物化学材料期刊《BIOCONJUGATECHEMISTRY》上。

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。

人类胚胎干细胞可恢复动物听力 为治疗不同类型听力损失奠定基础
沙鼠耳内的源自人类干细胞的耳神经细胞恢复了这些动物的听力。图片来源:Marcelo
Rivolta/英国谢菲尔德大学
在移植细胞的帮助下,科学家终于让耳聋的沙鼠又一次听到了声音这些细胞能够发育成神经,进而从耳向脑传输听觉信息。据《自然》杂志9月12日报道,这一进展将成为治疗不同类型听觉损失的一种方法的基础。在人类中,导致耳聋的最常见原因是内耳毛细胞受损,或是向大脑传输信息的神经细胞损伤。当这些毛细胞受损后,与之相关的螺旋神经节细胞往往会因为缺乏使用而开始蜕化。植入物能够代替毛细胞的工作,但如果感觉神经细胞受损,则听力依然十分有限。显然最终的目标是取代所有这两类细胞。主持这项新研究的英国谢菲尔德大学的Marcelo
Rivolta表示,但现在已经能够用人工耳蜗取代毛细胞,因为我们决定首要任务应该从神经细胞开始。在过去,科学家们已经尝试着从胚状体中分离出所谓的听觉干细胞。但是这样的干细胞仅仅能够分裂25次,从而使其不可能满足一次神经细胞移植所需要的数量。Rivolta和他的同事知道,在胚胎发育期间,少量蛋白质包括纤维母细胞生长因子3和FGF10是耳的形成所必需的。因此研究人员将人类胚胎干细胞暴露在FGF3和FGF10之中。不同类型的细胞相继形成,其中就包括前体内耳毛细胞,但研究人员同时还能够鉴别并分离出那些开始分化为想要的螺旋神经节的细胞。随后,研究人员将神经前体细胞移植到耳神经受损的沙鼠的内耳中,并在之后的10周对动物进行了跟踪。结果表明,神经细胞的功能被修复了。我们只是在非常有限的时间内跟踪了动物。Rivolta说,我们如今希望长期跟踪它们。他强调,这是为了评估此举增加癌症风险的可能性,以及观察新神经的长期功能。这非常令人兴奋。并未参与此项研究的英国萨塞克斯大学的神经科学家Mark
Maconochie表示,过去,有人曾经合成出单个的毛细胞,或是一些看起来像是来自干细胞的单个神经细胞,即便这样也让该领域的科学家兴奋不已。这是一个真正的质变。Rivolta说,现在的问题是这一程序能否被进一步调整,从而能够有效产生更多的传播神经细胞目前,只有不足20%的用于治疗的干细胞能够发育成为这些耳神经细胞。他推测,通过将FGF3和FGF10之外的生长因子与干细胞混合物结合,研究人员或许能够收获更多的耳前体细胞。Maconochie强调:下一个大的挑战将是对毛细胞做一些有效的事情。更多阅读《自然》发表论文摘要

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。