7月11日最新出版的《自然》雜志上刊登了一則關(guān)于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重大消息，來自于美國印第安那大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們成功地將小鼠胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為內(nèi)耳重要結(jié)構(gòu)。

這無意啟發(fā)了關(guān)于感覺器官發(fā)育過程的一些新認(rèn)識(shí)，并為建立實(shí)驗(yàn)室疾病模型、藥物發(fā)現(xiàn)以及針對聽力喪失和平衡障礙開發(fā)潛在療法創(chuàng)造了條件。

研究人員表示，通過利用三維細(xì)胞培養(yǎng)方法，他們成功誘導(dǎo)干細(xì)胞發(fā)育形成了內(nèi)耳感覺上皮，其由毛細(xì)胞、支持細(xì)胞和神經(jīng)元構(gòu)成，能夠檢測聲音、頭部運(yùn)動(dòng)和重力醫(yī)|學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。

以往研究人員曾試圖在標(biāo)準(zhǔn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)中“培育”出內(nèi)耳毛細(xì)胞，然而由于細(xì)胞培養(yǎng)平皿缺乏聽覺細(xì)胞感受體（hair bundle，感覺毛細(xì)胞的標(biāo)志物，一種檢測聽覺或前庭信號(hào)的重要結(jié)構(gòu)）發(fā)育所需的信號(hào)，他們的研究工作進(jìn)展不大。而在這項(xiàng)最新研究中，科學(xué)家確定了需要將細(xì)胞聚集物懸浮在一種專門的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，為其提供一個(gè)更接近人體早期發(fā)育的環(huán)境。

研究人員模擬早期發(fā)育過程，按照精確的時(shí)間利用幾個(gè)小分子，促使干細(xì)胞從一個(gè)階段分化進(jìn)入另一個(gè)階段，形成了內(nèi)耳前體。研究人員表示，三維懸浮培養(yǎng)使得細(xì)胞能夠利用存在于胚胎發(fā)育過程中的機(jī)械信號(hào)，例如細(xì)胞彼此牽拉所造成的張力。

令研究人員感到驚訝的是，干細(xì)胞被引導(dǎo)變成了內(nèi)耳前體，放置在 3D 培養(yǎng)物中的這些細(xì)胞似乎不僅知道要變?yōu)閮?nèi)耳中不同的細(xì)胞類型，還知道如何自組裝成與天然內(nèi)耳顯著相似的模式。研究人員最初的目的是在培養(yǎng)物中生成內(nèi)耳前體，然而在測試時(shí)卻發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)皿中有數(shù)以千計(jì)的毛細(xì)胞。

電生理測試進(jìn)一步證實(shí)，由干細(xì)胞生成的這些毛細(xì)胞能夠感知重力和移動(dòng)。此外，細(xì)胞培養(yǎng)物中還形成了像那些通常連接內(nèi)耳細(xì)胞和大腦的神經(jīng)元一樣的細(xì)胞，它們與毛細(xì)胞相連接。

研究人員同時(shí)表示，雖然尚需要開展更多的相關(guān)研究來明確證實(shí)與聽覺感知相關(guān)的內(nèi)耳細(xì)胞可能存在的形成機(jī)制，以及怎樣才能夠應(yīng)用這些過程來形成人的內(nèi)耳細(xì)胞。但可以肯定的是，此項(xiàng)新研究為更好地了解內(nèi)耳發(fā)育過程，以及構(gòu)建出新藥開發(fā)模型，乃至生成細(xì)胞療法來治療內(nèi)耳疾病指出了一條新的路徑。