Neuron:科学家再生感音毛细胞恢复小鼠听力
中国科技网 · 2013/01/11
听力下降是一个重要的公共健康问题,单在美国就有约5000万人受到听力下降的影响,其中最普遍的就是感音神经性听力损失,这是由耳蜗中的听觉毛细胞损伤造成。造成毛细胞损失的原因很多,包括噪音环境、毒素、感染、老化以及某些抗生素或抗癌药物。通过助听设备或耳蜗移植,也能在一定程度上提高听力,但迄今为止,还没有一种能真正恢复听力的疗法。

美国马萨诸赛州眼耳医院和哈佛医学院研究人员首次证明,用一种药物刺激成年小鼠耳蜗里残余的毛细胞,能使其再生出新的毛细胞,从而部分恢复小鼠因噪音而受损的听力。这一成果在耳聋治疗应用上有着光明前景,有望帮助聋人恢复听力。相关论文发表在1月10日出版的《神经元》杂志上。

听力下降是一个重要的公共健康问题,单在美国就有约5000万人受到听力下降的影响,其中最普遍的就是感音神经性听力损失,这是由耳蜗中的听觉毛细胞损伤造成。造成毛细胞损失的原因很多,包括噪音环境、毒素、感染、老化以及某些抗生素或抗癌药物。通过助听设备或耳蜗移植,也能在一定程度上提高听力,但迄今为止,还没有一种能真正恢复听力的疗法,因为哺乳动物的听觉毛细胞跟鸟类或鱼类的不同,一旦损失就无法再生。如果让听觉毛细胞在受损之后还能再生,在治疗听力下降方面将极具潜力。
毛细胞是声音的主要受体细胞,负责感知外界传来的声音。”论文高级作者、哈佛医学院与马萨诸赛州眼耳医院的阿尔伯特·埃杰说,“我们证明了耳蜗中的毛细胞受损之后还能再生,恢复毛细胞就能提高听力。”

研究人员先通过试管实验选出了一种叫做伽玛—分泌物抑制剂的药物,这种药会抑制一种叫做Notch蛋白产生的信号,Notch蛋白位于围绕着毛细胞的支持细胞表面,结果会使这些支持细胞转变为新的毛细胞,所以这种药具有刺激毛细胞生长的能力。他们将这种药物用在耳聋小鼠的耳蜗,能使毛细胞再生,从而使小鼠听力得以提高。

埃杰解释说,用药后受损毛细胞会被新的毛细胞替代。通过位置分析,听力的提高和毛细胞被替代的位置有关,所以小鼠听力提高的原因是支持细胞变成了新的毛细胞。
这是科学家首次证明了成年哺乳动物耳蜗感音毛细胞也能再生。埃杰说,这是再生生物学中的重要进步,通过进一步研究,有望带来治疗耳聋的新方法。

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治疗神经性听力受损,植入人工电子耳蜗大概是目前医生们能使用的唯一手段。然而,这些电子装置并不能恢复所有听力。随着干细胞研究的深入,用流产胎儿干细胞制造毛细胞被医学界寄予厚望,但由此带来的伦理问题、移植难度等都将制约着这一疗法的应用。由此,不难估计这项使受损毛细胞再生的研究价值几何。而如果再考虑到神经性耳聋患者占到耳聋患者总数的90%,这一新疗法的光明前景自然是不言自明。

Notch Inhibition Induces Cochlear Hair Cell Regeneration and Recovery of Hearing after Acoustic Trauma

Kunio Mizutari, Masato Fujioka, Makoto Hosoya, Naomi Bramhall, Hirotaka James Okano, Hideyuki Okano, Albert S.B. Edge

Hearing loss due to damage to auditory hair cells is normally irreversible because mammalian hair cells do not regenerate. Here, we show that new hair cells can be induced and can cause partial recovery of hearing in ears damaged by noise trauma, when Notch signaling is inhibited by a γ-secretase inhibitor selected for potency in stimulating hair cell differentiation from inner ear stem cells in vitro. Hair cell generation resulted from an increase in the level of bHLH transcription factor Atoh1 in response to inhibition of Notch signaling. In vivo prospective labeling of Sox2-expressing cells with a Cre-lox system unambiguously demonstrated that hair cell generation resulted from transdifferentiation of supporting cells. Manipulating cell fate of cochlear sensory cells in vivo by pharmacological inhibition of Notch signaling is thus a potential therapeutic approach to the treatment of deafness.

文献链接:http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(12)00953-1

  • 2017/01/06
    Cell出版社旗下的Neuron杂志创刊于1988年,是神经科学顶级期刊,目前被PubMed, SCI收录, 影响因子为13.974。主要发布神经科学领域的最新成果,近期Neuron汇总了其2015年底到2016年间的“Best of Neuron”,共包括多篇展望与评论性文章,以及9篇长文论文。
  • 2015/12/16
    现在,美国麻省理工学院(MIT)的神经科学家已经阐明了“一个单一的基因如何能在多种疾病中发挥作用”。这项研究发表在12月10日在线版的《Neuron》杂志,表明Shank3基因的两个不同突变,在小鼠中可产生不同的分子和行为影响。
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