牙髓干细胞“变身”螺旋神经节神经元,帮助患者重获新“声”

永思新 2024-09-19 02:58:45

你能想象吗?每天上下班戴耳机、地铁上呼啸而过的杂音再到随处可闻的广告,其实都有可能损伤我们宝贵的听力。

听力损失,作为一种常见的健康问题,主要分为传导性耳聋和感音神经性耳聋。说起患病原因,那可真是五花八门,涵盖了老年性衰退、噪音暴露、头部创伤、梅尼埃病、脑膜炎、糖尿病、耳毒性药物使用等。

好好的耳朵,可能突然有一天就“失灵”了。

虽然当前口服药物或耳蜗植入等手段已经取得一定成效,但科学界仍在不懈探索一种更为先进、个性化的治疗方案。

面对挑战,一项前沿的科研成果——利用人牙髓干细胞分化为螺旋神经节神经元的技术,为自体听觉神经的修复与再生开辟了前所未有的新道路。

听力损失,主要是由于听力毛细胞、螺旋神经节神经元受损或丧失造成的。

尽管现代医学通过人工耳蜗技术一定程度上克服毛细胞损失带来的听力障碍,为患者重新开启聆听世界的大门,然而针对神经元损失这一核心难题至今仍缺乏有效治疗手段。因此,听神经病变谱系障碍这类因螺旋神经节神经元损失而导致的耳聋显得格外棘手。

没有神经元,大多数现有的人工耳蜗也无法正常运转。

螺旋神经节神经元是听觉传导通路中的关键组成部分,具有极其重要的功能。

幸运的是,随着干细胞技术的飞速发展,逐渐为听神经病变群体提供了一种潜在治疗方法。

科学家发现,通过移植体外培养、外源性、干细胞衍生的耳神经祖细胞(ONPs)或许可以替代感觉神经元。移植细胞还可以输送支持性神经营养因子,促进剩余神经元的存活。此外,在人工耳蜗植入时输送耳神经祖细胞还可以扩大当前人工耳蜗植入的适用性和成功率。可谓是一举三得!

2012年,英国谢菲尔德大学干细胞生物学中心团队就已经证实了这一初始概念。研究表明人类胚胎干细胞可以产生耳神经元祖细胞,而且这些细胞可以在体内部分修复受损的耳蜗神经。

然而,要开发替代螺旋神经节神经元的细胞疗法,需要从可靠且易于获取的成人组织干细胞来源体外生成适宜的耳神经祖细胞和螺旋神经节神经元样细胞。于是,人牙髓间充质干细胞(hDPSCs)应运而生。

人牙髓间充质干细胞的优势

1、同时具有间充质和神经特性;

2、能自我更新、多向分化为其他细胞类型;

3、可以从智齿或前臼齿等脱落牙齿中获得,采集便利,细胞数量可观。

4、因牙髓上皮和耳蜗前庭神经节的胚胎发育相对接近,并与神经嵴共享一些信号通路,与其他来源的干细胞相比,可能具备更多优势;

此次蒙彼利埃大学团队的研究中,团队选择了3名年轻健康的捐赠者采集智齿并分离培养出人牙髓间充质干细胞。研究测试了两种神经元诱导方式,总持续时间为14天;用于共培养的耳蜗组织是从出生第3天的大鼠幼崽中分离得来。

通过逐步诱导,团队成功从人牙髓间充质干细胞中培养出耳神经祖细胞和螺旋神经节神经元样细胞;通过共培养实验,证明由人牙髓间充质干细胞培养的耳神经祖细胞与大鼠螺旋神经节神经元外植体之间存在神经重新连接的潜力。

截至目前,这是首次报告人牙髓间充质干细胞具备在体外获得听觉神经元特性潜力的临床研究,不仅为后续探索在听觉神经病动物模型中的移植潜力奠定了基础,而且对于临床应用也至关重要,可能与人工耳蜗植入术相结合,进一步改善患者听力。

这一临床研究不仅展现了干细胞疗法在感官功能恢复领域的巨大潜力,还预示着未来可能实现更为准确、安全、有效的听力受损治疗方案,为众多受听力损失困扰的患者带来重获新“声”的曙光。

参考资料

[1]Messat, Yassine, Marta Martin-Fernandez, Said Assou, Keshi Chung, Frederic Guérin, Csilla Gergely, Frederic Cuisinier, and Azel Zine. 2024. "Differentiation of Spiral Ganglion Neurons from Human Dental Pulp Stem Cells: A Further Step towards Autologous Auditory Nerve Recovery" International Journal of Molecular Sciences 25, no. 16: 9115. https://doi.org/10.3390/ijms25169115

[2]Chen W, Jongkamonwiwat N, Abbas L, Eshtan SJ, Johnson SL, Kuhn S, Milo M, Thurlow JK, Andrews PW, Marcotti W, Moore HD, Rivolta MN. Restoration of auditory evoked responses by human ES-cell-derived otic progenitors. Nature. 2012 Oct 11;490(7419):278-82. doi: 10.1038/nature11415. Epub 2012 Sep 12. PMID: 22972191; PMCID: PMC3480718.

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