制造衰老过程中听力细胞的新工具
由于衰老、噪音和某些癌症治疗药物和抗生素导致的听力损失是不可逆转的,因为科学家们无法重新编程现有的细胞,使它们在死亡后发育成外耳和内耳的感觉细胞——听力所必需的细胞。
但是西北医学院的科学家们发现了一个控制耳朵的主基因头发细胞将这些细胞转化为外部细胞或内部细胞,克服了阻碍这些细胞发育以恢复听力的主要障碍。
这项研究将发表在自然5月4日。
该研究的主要作者、西北大学范伯格医学院麻醉、神经学和神经科学教授Jaime Garcia-Anoveros说:“我们的发现为我们提供了第一个清晰的细胞转换,使一种类型与另一种类型形成对比。”“它将提供一种以前无法获得的工具来制造内部或外部毛细胞。我们已经克服了一个主要障碍。”
美国55岁至64岁的成年人中约有8.5%患有致残性听力损失。在65岁至74岁的人群中,这一比例上升到近25%,在75岁及以上的人群中,这一比例上升到50%,报告疾病控制中心
目前,科学家们可以制造人造毛细胞,但它不能区分为内部细胞和外部细胞,这两个细胞为产生听力提供了不同的基本功能。这一发现是朝着开发这些特定细胞迈出的重要一步。
“就像芭蕾一样”,细胞时而蹲下,时而跳跃
的死亡外毛细胞由耳蜗产生的耳垢最常引起耳聋和听力丧失。这些细胞在胚胎中发育而不繁殖。外毛细胞根据声波的压力进行扩张和收缩,并为内层毛细胞放大声音。内部细胞将这些振动传递给神经元,从而产生我们听到的声音。
“这就像一场芭蕾舞,”加西亚-阿诺沃斯在描述内外细胞的协调运动时敬畏地说。“外面的人蹲下来,跳起来,把里面的人抬到耳朵里。
“耳朵是一个美丽的器官。在哺乳动物中,没有其他器官的细胞能如此精确地定位。(我的意思是,以微米级的精度)。否则,听力不会发生。”
西北大学的科学家发现控制耳毛细胞的主要基因开关是TBX2。当基因被表达时,细胞就变成了内毛细胞。当基因被阻断时,细胞就变成了外毛细胞。Garcia-Anoveros说,要想制造出这些细胞中的一种,就需要一种基因鸡尾酒。ATOH1和GF1基因都需要从非毛细胞变成耳蜗毛细胞。然后TBX2将被打开或关闭,以产生所需的内部或外部细胞。
目标是重新编程毛细胞之间的支持细胞,并为它们提供结构支持,进入外部或内部毛细胞。
“我们现在可以弄清楚如何专门制造内部或外部毛发细胞并找出为什么后者更容易死亡并导致耳聋,”加西亚-阿诺弗罗斯说。他强调,这项研究仍处于实验阶段。
这篇文章的标题是“Tbx2是内外部毛细胞分化和维持的主要调节剂”。
其他西北大学的作者包括共同主要作者Anne Duggan, John C. Clancy, Chuan Zhi Foo, Ignacio García Gómez, Yingji Zhou, Kazuaki Homma和Mary Ann Cheatham。
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