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科学家利用小鼠干细胞创造内耳

印第安纳大学的一组研究人员使用三维细胞培养方法,成功地将小鼠胚胎干细胞转化为内耳的关键结构。

在《自然》杂志上报道的这项研究中, Eri Hashino教授及其同事能够哄动干细胞发展成内耳感觉上皮细胞-包含毛细胞,支持细胞和神经元-可以检测声音,头部运动和重力。

“以前在标准细胞培养系统中“生长”内耳毛细胞的尝试效果不佳,部分原因是在扁平细胞培养皿中缺乏形成发束的必要提示。但是研究小组认为细胞需要以聚集体的形式悬浮在专门的培养基中,这种培养基提供的环境更类似于早期发育过程中体内的环境。” Hashino博士说。

科学家通过精确定时地使用几种小分子来模仿早期的发育过程,这些小分子促使干细胞从一个阶段到另一个阶段分化为内耳的前体。

研究的第一作者卡尔·科勒博士说:“但是3D悬架也提供了重要的机械提示,例如细胞相互之间拉动产生的张力。”

“ 3D培养使细胞能够利用在胚胎发育过程中发现的机械线索,自组织成复杂的组织。”

“我们惊讶地发现,一旦干细胞被引导成为内耳前体并置于3-D培养中,这些细胞的行为就好像他们不仅知道如何在内耳中变成不同的细胞类型,而且知道如何自组织成与本地内耳非常相似的模式。我们最初的目标是在培养物中制备内耳前体,但是当我们进行测试时,在培养皿中发现了成千上万的毛细胞,” Hashino博士补充道。

测试证明,由干细胞产生的那些毛细胞具有功能,并且能感知重力和运动。而且,像通常将内耳细胞连接到大脑的神经元一样,神经元也在细胞培养物中发展并与毛细胞相连。

这一发现为感觉器官的发育过程提供了新的见解,并为疾病的实验室模型,药物发现以及听力损失和平衡障碍的潜在治疗方法奠定了基础。

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