细胞-通讯：新技术能生产大量听觉细胞

邓文龙

新技术能生产大量听觉细胞

来源：科学网/张章 2017-03-01 18:13

内耳中微小的声音感觉细胞（毛细胞）的丧失会导致听力消失，全世界有至少5%的人受此困扰。毛细胞无法自我再生，而过度噪音、药物、感染和年龄增长等多种原因会导致这种细胞死亡。近日，美国研究人员在《细胞-通讯》上报告称，开发出能制造大量听觉细胞的新技术。

2013年，马萨诸塞眼耳医院研究人员就已成功再生出毛细胞，并恢复了小鼠的部分听力。但由于能转化为内耳毛细胞的细胞数量很少，因此该方法受到限制。

在新研究中，研究人员表示能促进LGR5+细胞大量增殖，然后转化为毛细胞。这有希望恢复因毛细胞损伤而失去听力的人的全部听力。研究人员为一只小鼠制造了超过1.15万个毛细胞，相比之下，之前的技术仅能制造200个。

"我们能将LGR5+细胞以高效率分化成毛细胞，有望促进听力治疗新药的开发。"该研究负责人Albert Edge表示。

之前研究曾发现内耳包含干细胞，这些细胞能在培养皿中转化为毛细胞。它们包含一种名为Lgr5的蛋白质，而这种蛋白质也存在于成人肠道干细胞中。后者具有极强的再生性，这促使研究人员试图开发其在毛细胞再生方面的潜能。

Edge及其同事从小鼠内耳提取了Lgr5+细胞，然后放置在培养皿中，并使用混合药物和生长因子促进细胞繁殖。然后，他们借助一种混合物将Lgr5+细胞转化为毛细胞。

研究人员表示，用于增殖Lgr5+细胞和促进其转化为毛细胞的混合物，有助于研发治疗后天失聪的新疗法。"借助该结果，我们能更好地针对用于修复听力损伤的目标，我们已经鉴别出相关细胞、通路和药物靶点，这些线索最终将帮助我们找到新药。"Edge说。 (生物谷Bioon.com）

http://news.bioon.com/article/6698975.html

邓文龙

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Nature：通过再生关键听觉细胞修复听力损失

来源：科学网 2008-08-28 12:08



图片说明：小鼠胚胎期间接收某个蛋白的额外副本会产生更多的关键听觉细胞（底部）。

（图片来源：David Woessner, John Mitchell, and John V. Brigande）

美国科学家近日为听力损失患者带来了福音。他们在小鼠体内制成了关键的听觉细胞，并首次证实这些细胞能与自然的耳部细胞一样发挥作用。相关论文8月27日在线发表于《自然》（Nature）杂志上。

在听觉系统中，内耳在柯蒂氏器（Organ of Corti）中将声波转换成电信号，柯蒂氏器上布满了15000至20000个毛发状细胞。这些细胞对振动作出反应，产生电刺激通过神经传给大脑。这是一个脆弱的系统——高分贝的声音会损伤毛发状细胞，机体老化也会使它们衰竭，从而导致听力损失。科学家推测，可以通过替换这些毛发细胞来恢复部分听力功能。之前的研究鉴别出一种名为Atoh1的蛋白，它可以触发毛发细胞的生长。但是这些人工形成的细胞是否与天然细胞具有一样的功能并不清楚。

在最新的研究中，美国俄勒冈健康与科学大学的发育神经生物学家John Brigande和同事，将含有Atoh1的DNA注入小鼠胚胎中。注入的时间选择在小鼠出生前大约一周——即在能鉴别出哪块组织将长成内耳之后，和在毛发细胞开始形成之前。小鼠出生四天后，研究人员检查了它们的毛发细胞。

结果发现，产生了额外Atoh1的小鼠生成的毛发细胞量大约是对照小鼠的两倍。电子显微镜检测显示，与自然的毛发细胞一样，额外的毛发细胞也分化成内部和外部毛发细胞，而且额外的毛发细胞与自然细胞生成相同的蛋白。紧接着，研究人员确定出，这些人工细胞能够对声波作出反应，并可将它们转换成电信号。

Brigande表示，这一发现显示了Atoh1替换治疗能够在动物体内产生有活性的毛发细胞。他说：“这很令人激动，它为听觉损失的细胞替换策略研究提供了强大的基本原理。”

其他一些儿科专家也对此表示赞同。美国国立失聪与其它交流障碍研究所的发育神经学家Matthew Kelley称赞了此次研究的方法。他说：“这是一项崭新的技术，在内耳研究方面，这曾经是一个主要的挑战和障碍。”

美国密歇根大学安娜堡分校的听觉神经学家Yehoash Raphael认为，这一发现为那些设法利用发育基因修复听力丧失的研究人员树立了全新的模式。不过他同时提醒说，在研究人员开发出适合人类的治疗方法之前，还存在以下一些问题——需要多少个副本的Atoh1以刺激毛发细胞的再生？以及将这一基因送入人类柯蒂氏器的最好方法是什么？等等。（生物谷Bioon.com）

生物谷推荐原始出处：

Nature，doi:10.1038/nature07265，Samuel P. Gubbels，John V. Brigande

Functional auditory hair cells produced in the mammalian cochlea by in utero gene transfer

Samuel P. Gubbels1,4,5, David W. Woessner1,4,5, John C. Mitchell2, Anthony J. Ricci3 & John V. Brigande1

Sensory hair cells in the mammalian cochlea convert mechanical stimuli into electrical impulses that subserve audition1, 2. Loss of hair cells and their innervating neurons is the most frequent cause of hearing impairment3. Atonal homologue 1 (encoded by Atoh1, also known as Math1) is a basic helix–loop–helix transcription factor required for hair-cell development4, 5, 6, and its misexpression in vitro 7, 8 and in vivo 9, 10 generates hair-cell-like cells. Atoh1-based gene therapy to ameliorate auditory10 and vestibular11 dysfunction has been proposed. However, the biophysical properties of putative hair cells induced by Atoh1 misexpression have not been characterized. Here we show that in utero gene transfer of Atoh1 produces functional supernumerary hair cells in the mouse cochlea. The induced hair cells display stereociliary bundles, attract neuronal processes and express the ribbon synapse marker carboxy-terminal binding protein 2 (refs 12,13). Moreover, the hair cells are capable of mechanoelectrical transduction1, 2 and show basolateral conductances with age-appropriate specializations. Our results demonstrate that manipulation of cell fate by transcription factor misexpression produces functional sensory cells in the postnatal mammalian cochlea. We expect that our in utero gene transfer paradigm will enable the design and validation of gene therapies to ameliorate hearing loss in mouse models of human deafness14, 15.

http://news.bioon.com/article/6293719.html