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研究人员开发了一种从人类干细胞中生长内耳组织的方法

IU大学医学院耳鼻喉科学教授Eri Hashino博士说:“内耳只是少数不进行活检的器官之一,因此,出于研究目的,人的内耳组织很稀少。” 。“盘生的人类内耳组织为开发和测试各种内耳疾病的新疗法提供了前所未有的机会。”

这项研究于2017年5月1日在线发表在《自然生物技术》上,由IU医学院耳鼻喉科和头颈外科系助理教授Karl R.Koehler博士和Hashino博士与Jeffrey合作进行Holt博士,哈佛医学院和波士顿儿童医院的耳科和喉科学教授。该研究基于该团队先前的研究工作,即使用一种称为“三维培养”的技术,该技术涉及将干细胞培养在一个漂浮的球形聚集体中,这与传统的细胞培养不同,在传统的细胞培养中,细胞在培养皿表面的平坦层中生长。Koehler博士说,这使细胞之间的相互作用更为复杂,并创造了一种与发育过程中体内发生的环境更接近的环境。

通过以这种方式培养人干细胞并用特定的信号分子处理它们,研究人员能够通过与人内耳发育有关的关键过程指导细胞。这导致科学家称其为内耳“类器官”,即三维结构,其中包含在内耳中发现的感觉细胞和支持细胞。

该研究的主要作者,研究实验室致力于人类发展建模的科勒博士说:“这实质上是如何用干细胞制造人的内耳的秘诀。”“调整了大约一年的配方后,我们震惊地发现,我们可以在每个豌豆大小的细胞聚集体中制造多个内耳类器官。”

研究人员使用CRISPR基因编辑技术改造了干细胞,这些干细胞产生了荧光标记的内耳感觉细胞。他们针对标记的细胞进行分析,他们发现它们的类器官包含大量的感觉细胞,这些感觉细胞的功能与检测人内耳重力和运动的细胞具有相同的功能特征。

Koehler博士说:“我们还发现了神经元,就像那些将信号从耳朵传递到大脑的神经元,与感觉细胞形成了联系。”“这是这些类器官的令人兴奋的特征,因为两种细胞类型都至关重要,无法正常听觉和保持平衡。”

Hashino博士说,这些发现“确实改变了游戏规则,因为到目前为止,潜在的药物或疗法已经在动物细胞上进行了测试,而动物细胞的行为通常与人类细胞不同。”

研究人员目前正在使用人类内耳类器官来研究已知引起耳聋的基因如何中断内耳的正常发育,并计划开始使用人类内耳类器官来进行首次药物筛选。

Hashino博士说:“我们希望发现能够帮助严重听力障碍者的内耳再生发声毛细胞的新药物。”

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