Nature重大成果:干細(xì)胞再立一功
日期:2012-09-14 08:14:41
繼今年四月Nature三篇論文公布了利用干細(xì)胞對(duì)小鼠頭發(fā),眼睛和心臟進(jìn)行修復(fù)的研究成果(三篇Nature文章:從頭到腳重大突破)之后,來(lái)自英國(guó)謝菲爾德的研究組又再次發(fā)表研究成果,令患有耳聾缺陷的沙鼠恢復(fù)了聽覺(jué),研究人員通過(guò)細(xì)胞移植,發(fā)展出能傳送從耳朵到大腦的聽覺(jué)信息的神經(jīng)。這一研究成果公布在Nature雜志上,為治療種聽力喪失奠定了基礎(chǔ)。
人體內(nèi)耳聾最常見的原因是內(nèi)耳毛細(xì)胞受到損傷,這些細(xì)胞遇到聲波振動(dòng)時(shí),其毛發(fā)狀的纖毛會(huì)彎曲,由此而得名。當(dāng)毛細(xì)胞受損,耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元就會(huì)開始退化,無(wú)法行使功能。細(xì)胞移植可以替代毛細(xì)胞工作,但如果感覺(jué)神經(jīng)元被損傷,那么聽覺(jué)仍然是有限的。
“顯然最終還是需要替換這兩種類型細(xì)胞,”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Marcelo Rivolta 說(shuō),“但我們已經(jīng)有了人工耳蝸植入術(shù)來(lái)替換毛細(xì)胞,所以接下來(lái)的首要任務(wù)是針對(duì)神經(jīng)元。”
過(guò)去,科學(xué)家們?cè)噲D從胚狀體(embryoid bodie)中分離出所謂的聽覺(jué)干細(xì)胞——前者是干細(xì)胞聚集體,能分化成不同類型的細(xì)胞,但是這些干細(xì)胞只能分裂成約25倍,無(wú)法滿足一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞移植所需的數(shù)量。
Rivolta和他的同事們都知道,在胚胎發(fā)育過(guò)程中,耳朵形成需要一些極少量的蛋白,包括成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)3和10,因此,他們?cè)谌祟惻咛ジ杉?xì)胞中加入FGF3和FGF10。結(jié)果形成了多種類型的細(xì)胞,其中就有內(nèi)耳毛細(xì)胞前體,不過(guò)研究人員也找到,并分離了開始就分化成所需的螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的細(xì)胞。然后,他們將神經(jīng)前體細(xì)胞移植到了受損耳神經(jīng)元的沙鼠耳朵中,追蹤動(dòng)物的反應(yīng),在十周后,神經(jīng)功能恢復(fù)了。
“我們只在很短的時(shí)間內(nèi)追蹤動(dòng)物,”Rivolta說(shuō),“現(xiàn)在我們希望能長(zhǎng)期觀察它們”——從而能評(píng)估患癌的風(fēng)險(xiǎn),分析新的神經(jīng)元的長(zhǎng)期功能,他補(bǔ)充道。
“這非常令人興奮,”未參與該項(xiàng)研究,英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)神經(jīng)學(xué)家Mark Maconochie說(shuō),“過(guò)去一直有研究人員進(jìn)行著單一毛細(xì)胞,或者類似神經(jīng)元干細(xì)胞(來(lái)自干細(xì)胞)的研究,還有的也引起了研究領(lǐng)域的關(guān)注,而這是一個(gè)真正的階躍性躍進(jìn)?!?/SPAN>
他說(shuō),現(xiàn)在的問(wèn)題是這一過(guò)程是否能通過(guò)微調(diào),更有效的獲得傳遞神經(jīng)元——目前,只有不到20%的干細(xì)胞治療能生成這些耳神經(jīng)元。將除了FGF3和FGF10以外的生長(zhǎng)因子與干細(xì)胞混合,研究人員也許可以收獲更多的耳朵祖細(xì)胞,他推測(cè)道。
“下一個(gè)要面臨的大挑戰(zhàn)將是同樣有效的完成毛細(xì)胞修復(fù),”Maconochie說(shuō)。