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新开发的药物治疗可能潜在治疗听力损失

返回列表发布时间:2018-05-16

该图显示由单细胞形成的大量克隆耳蜗祖细胞集落,并转化为具有复杂发束(红色)的高纯度毛细胞集落(青色)。

em一组科学家发现了一系列药物,它们将耳中祖细胞群扩大并诱导它们成为毛细胞,为治疗听力损失提供了一种潜在的新方法。 / em

在内耳中,数以千计的毛细胞检测到声波并将其转化为神经信号,使我们能够听到语音,音乐和其他日常声音。对这些细胞的损害是听力损失的主要原因之一,影响了四千八百万美国人。

我们每个人的每只耳朵都有约15,000个毛细胞,一旦受损,这些细胞就无法再生。然而,麻省理工学院,布莱根妇女医院和马萨诸塞州眼科与耳科的研究人员现在已经发现了一系列药物,它们将耳中祖细胞(也称为支持细胞)的种群扩大并诱导它们成为毛细胞,治疗听力损失的新方法。

“随着人们年龄的增长,听力损失是一个真正的问题。这是一个未得到满足的需求,这是一种全新的方法,“罗伯特兰格说,麻省理工学院David H. Koch研究所教授,科赫综合癌症研究所的成员,以及该研究所的高级作者之一研究。

波士顿布莱根妇女医院(BWH)和哈佛医学院医学副教授Jeffrey Karp;以及位于Massachusetts Eye and Ear的哈佛医学院耳鼻喉科教授Albert Edge也是该论文的高级作者,该论文出现在Febraury 21期的Cell Reports em中。

主要作者是哈佛 - 麻省理工学院健康科学与技术部最近的博士研究生威尔麦克莱恩,以及布莱根妇女和科赫研究所的研究关联机构的讲师尹小蕾。其他作者是前麻省理工学院访问学生林路,麻省眼耳鼻喉科博士后Danielle Lenz以及Mass Eye and Ear研究助理Dalton McLean。

该图像显示由单细胞形成的大量克隆耳蜗祖细胞集落,并转化为具有复杂发束(青色)的毛发细胞(洋红色)的高纯度集落。

细胞再生

噪音暴露,老化以及一些抗生素和化疗药物可导致毛细胞死亡。在一些动物中,那些细胞自然再生,但不在人体中。

研究小组开始研究在早期对肠内细胞进行研究期间再生毛细胞的可能性。在2013年发表的这项研究中,Karp,Langer,Yin和其他人报告说,他们可以通过将它们暴露于某些分子,从而产生大量未成熟的肠细胞,然后刺激它们分化。

在该研究期间,研究小组意识到提供耳蜗结构支持的细胞表达与肠干细胞相同的表面蛋白。研究人员决定探讨相同的方法是否可以在支持细胞中起作用。

他们将来自在实验室培养皿中生长的小鼠耳蜗的细胞暴露于刺激Wnt通路的分子,这使得细胞快速繁殖。

Yin说:“我们使用小分子来激活支持细胞,使它们增殖并产生毛细胞。

与此同时,为了防止细胞过早分化,研究人员还将细胞暴露于激活另一种称为Notch的信号通路的分子。

一旦他们有大量未成熟的祖细胞(比以前任何报道的大约2000倍),研究人员增加了另一组分子,这些分子激发细胞分化为成熟的毛细胞。该过程产生的成熟毛发细胞比先前工作最好的技术多约60倍,其使用生长因子诱导支持耳蜗细胞成为毛细胞,而不首先扩大群体。

研究人员发现,他们的新方法也适用于从身体移除的完整小鼠耳蜗。在该实验中,研究人员不需要添加第二组药物,因为一旦祖细胞形成,它们自然暴露于刺激它们成为成熟毛细胞的信号。

“我们只需要促进这些支持细胞的增殖,然后体内存在的天然信号级联将驱动一部分细胞成为毛细胞,”Karp说。

易于管理

由于这种治疗涉及简单的药物暴露,研究人员认为可以很容易地将其用于人类患者。他们设想药物可以注入中耳,从中穿过膜扩散到内耳。这种注射通常用于治疗耳部感染。

一些研究人员已经开办了一家名为Frequency Therapeutics的公司,该公司已经授权MIT / BWH技术,并计划在18个月内开始在人类患者身上进行测试。

波士顿儿童医院和哈佛医学院的耳鼻喉科和神经病学教授杰弗里霍尔特说,如果能证明其安全性和有效性,这种方法就有可能治疗听力损失。

“促进内耳干细胞增殖并将其成熟导向听觉毛细胞命运的能力是一项重要进步,将加速科学发现的步伐并促进再生医学方法的翻译,以恢复患者的听觉功能听力丧失,“霍尔特说,他没有参与这项研究。

研究人员也希望他们的工作能够帮助其他研究听力损失的科学家。

McLean说:“内耳药物的发现受到无法获得足够的祖细胞或感觉毛细胞来探索药物靶点及其对这些细胞类型的影响的限制。 “我们希望我们的工作将成为其他科学家更有效地开展支持细胞和毛细胞研究以进行基础研究和听力损失潜在治疗解决方案的有用工具。”

Karp,Langer和Yin也在将这种方法应用于其他类型的细胞,包括涉及胰岛素调节和肠道微生物群控制的肠细胞类型。

该研究由美国国立卫生研究院,欧盟委员会,哈佛 - 麻省理工学院IDEA2奖,Shulsky基金会和Robert Boucai资助。

出版物:Will McLean等人,“来自哺乳动物耳蜗的Lgr5阳性细胞的克隆扩增和感觉毛细胞的高纯度生成”,Cell Reports,2017,doi:10.1016 / j.celrep.2017.01.066

来源:麻省理工学院新闻Anne Trafton

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