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上海酶聯(lián)生物研究所
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閱讀：1005發(fā)布時間：2010-05-24
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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多功能干細胞（iPS），斯坦福大學醫(yī)學院的斯蒂芬·赫勒領導的研究團隊開發(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。研究人員先將干細胞和iPS細胞誘導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構）的細胞類型，然后使用特殊生長因子將它們轉化成“耳祖（otic-progenitor）細胞”，在更換培養(yǎng)皿中的化學藥液后，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構。
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)生電流那樣對力學刺激作出反應。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域的“圣杯”，讓無數(shù)科學家趨之若鶩。我們期待著十年后的佳音。胚胎干細胞技術培育出可臨床應用的內(nèi)耳毛細胞之時，便是斯坦福大學這項成果“振聾發(fā)聵”之日。
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