功能性內(nèi)耳毛細胞成功制造 為耳聾治療帶來福音

【資料簡介】

研究人員使用小鼠胚胎干細胞及再編程的小鼠成纖維細胞，成功制造出了功能性內(nèi)耳毛細胞，人類耳聾治療研究由此邁出一大步。

可供研究的內(nèi)耳毛細胞數(shù)量非常稀缺，是在分子基礎(chǔ)上研究聽力的一大障礙。為zui終獲得人類內(nèi)耳毛細胞，研究人員將小鼠作為實驗初始階段的模型。通過使用小鼠胚胎干細胞及小鼠成纖維細胞再編程后得到的誘導(dǎo)多功能干細胞（iPS），斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的斯蒂芬·赫勒領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊開發(fā)出一種“按部就班”式的方法，將這些細胞誘導(dǎo)成常駐于內(nèi)耳中的正常聽覺細胞。此項研究為從一個可再生資源創(chuàng)建出數(shù)百萬個功能性內(nèi)耳毛細胞開辟了道路。目前，研究人員已能創(chuàng)建出這樣的細胞，而不必在單一實驗中使用數(shù)十只小鼠，大大提高了聽力分子學(xué)研究的效率。

研究報告詳細描述了如何在子宮內(nèi)的不同發(fā)育階段對小鼠胚胎干細胞和iPS細胞進行誘導(dǎo)。研究人員先將干細胞和iPS細胞誘導(dǎo)成一種可形成胚胎外胚層（其zui終可分化成諸如皮膚和神經(jīng)細胞等許多組織和結(jié)構(gòu)）的細胞類型，然后使用特殊生長因子將它們轉(zhuǎn)化成“耳祖（otic-progenitor）細胞”，在更換培養(yǎng)皿中的化學(xué)藥液后，這些細胞就能以類似內(nèi)耳毛細胞的方式聚集成群，進而發(fā)育成具有毛細胞特征的靜纖毛簇。

靜纖毛是內(nèi)耳毛細胞中所包含的許多微小的毛發(fā)狀突起簇。聲音的波動會引起靜纖毛輕微彎曲，由此引發(fā)的機械振動就可變換成大腦理解聲音所需的電化學(xué)信號。經(jīng)仔細檢查，在培養(yǎng)皿中的這些細胞具有與靜纖毛相同的結(jié)構(gòu)。

更為重要的是，進一步研究顯示這些細胞會像內(nèi)耳毛細胞產(chǎn)生電流那樣對力學(xué)刺激作出反應(yīng)。研究人員使用探針對這些靜纖毛簇進行刺激后，記錄到了引發(fā)的電流。

赫勒稱，得到的這些細胞可用于檢測失聰小鼠內(nèi)耳毛細胞受損的原因，也可用于藥物測試。研究人員正在檢驗這些細胞是否有助于恢復(fù)聽力。另外，他們也在探尋可大批量生產(chǎn)安全有效、達到臨床應(yīng)用標準的內(nèi)耳毛細胞的方法。他們希望將來使用人類的胚胎干細胞和iPS細胞進行實驗，得到人類的內(nèi)耳毛細胞，不過，這可能還需要10年左右時間。

半個世紀以來，內(nèi)耳毛細胞再生問題一直備受關(guān)注。既往研究認為哺乳動物內(nèi)耳毛細胞損傷后不能再生，這個難題成為耳聾研究領(lǐng)域的“圣杯”，讓無數(shù)科學(xué)家趨之若鶩。我們期待著十年后的佳音。胚胎干細胞技術(shù)培育出可臨床應(yīng)用的內(nèi)耳毛細胞之時，便是斯坦福大學(xué)這項成果“振聾發(fā)聵”之日。