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继今年四月Nature三篇论文公布了利用干细胞对小鼠头发,眼睛和心脏进行修复的研究成果(三篇Nature文章:从头到脚重大突破)之后,来自英国谢菲尔德的研究组又再次发表研究成果,令患有耳聋缺陷的沙鼠恢复了听觉,研究人员通过细胞移植,发展出能传送从耳朵到大脑的听觉信息的神经。这一研究成果公布在Nature杂志上,为治疗种听力丧失奠定了基础。
' c- O2 n+ B/ a( x& R! s 人体内耳聋最常见的原因是内耳毛细胞受到损伤,这些细胞遇到声波振动时,其毛发状的纤毛会弯曲,由此而得名。当毛细胞受损,耳蜗螺旋神经节神经元就会开始退化,无法行使功能。细胞移植可以替代毛细胞工作,但如果感觉神经元被损伤,那么听觉仍然是有限的。3 |8 {% O& {% J, s6 u3 o% r: j
“显然最终还是需要替换这两种类型细胞,”领导这项研究的Marcelo Rivolta 说,“但我们已经有了人工耳蜗植入术来替换毛细胞,所以接下来的首要任务是针对神经元。”
& y0 [( R* E2 g8 _ 过去,科学家们试图从胚状体(embryoid bodie)中分离出所谓的听觉干细胞——前者是干细胞聚集体,能分化成不同类型的细胞,但是这些干细胞只能分裂成约25倍,无法满足一个神经细胞移植所需的数量。! L8 Z. i u. b% X# o
Rivolta和他的同事们都知道,在胚胎发育过程中,耳朵形成需要一些极少量的蛋白,包括成纤维细胞生长因子(FGF)3和10,因此,他们在人类胚胎干细胞中加入FGF3和FGF10。结果形成了多种类型的细胞,其中就有内耳毛细胞前体,不过研究人员也找到,并分离了开始就分化成所需的螺旋神经节神经元的细胞。然后,他们将神经前体细胞移植到了受损耳神经元的沙鼠耳朵中,追踪动物的反应,在十周后,神经功能恢复了。' `3 |7 g3 R* {& ]% u
“我们只在很短的时间内追踪动物,”Rivolta说,“现在我们希望能长期观察它们”——从而能评估患癌的风险,分析新的神经元的长期功能,他补充道。
5 w- u) K* u& I “这非常令人兴奋,”未参与该项研究,英国苏塞克斯大学神经学家Mark Maconochie说,“过去一直有研究人员进行着单一毛细胞,或者类似神经元干细胞(来自干细胞)的研究,还有的也引起了研究领域的关注,而这是一个真正的阶跃性跃进。”
. t+ ], i% B& b' q' _3 g$ x9 I 他说,现在的问题是这一过程是否能通过微调,更有效的获得传递神经元——目前,只有不到20%的干细胞治疗能生成这些耳神经元。将除了FGF3和FGF10以外的生长因子与干细胞混合,研究人员也许可以收获更多的耳朵祖细胞,他推测道。
+ \3 ], ]' F5 X; | “下一个要面临的大挑战将是同样有效的完成毛细胞修复,”Maconochie说。& {, O' `! e# d1 H8 V
(生物通:张迪) |
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