内耳毛细胞再生相关的信号通路及信号互作研究进展

内耳毛细胞是一种感受器,负责将机械声能转化为神经脉冲,使机体感知外界声音。毛细胞的功能丧失是永久性感音性神经耳聋的主要原因之一,毛细胞在成体哺乳动物中不会自发再生,研究人员通过模拟哺乳动物内耳损伤,发现Notch信号通路通过侧抑制和侧诱导作用形成新的感觉毛细胞。Notch的下游信号Wnt和上游信号FGF-FGFR是促进内耳发育、细胞增殖、分化以及毛细胞再生的关键信号通路。因此,了解Notch、Wnt、FGF等信号通路及相关转录因子在哺乳动物内耳毛细胞再生过程中的作用机制极为重要,该文重点阐述Notch信号通路以及相关信号分子互作在内耳毛细胞再生中的调控作用,旨在分析耳蜗毛细胞增殖和再生的调控机制,为耳聋治疗方法的实验研究和临床应用提供理论参考。     

哺乳动物耳蜗外毛细胞的马达蛋白:Prestin

近几年的研究发现,在耳蜗基底膜的外毛细胞膜上有一种新奇的蛋白质:prestin(马达蛋白),它能感受细胞膜电位的变化,进而发生构象改变,引发外毛细胞的形状和表面积的改变.Prestin作为一种独特的马达蛋白,能驱动耳蜗外毛细胞的电能动性(electromotility),产生耳蜗的放大器作用,因而使哺乳动物的听觉具有高度的敏感性,广阔的听觉域,敏锐的频率选择性.这种蛋白质的缺失或基因的突变会导致听觉功能严重受损,对于prestin的深入细致的研究,也许可以使人们进一步认识和理解哺乳动物的听觉调谐机制,通过对这种蛋白质基因的表达的调控,是否能够防治一些与之相关的疾病?这或许将是今后听觉研究领域的一个重要课题.     

牵动内耳的纤维

据美国新近的解剖学研究结果,认为哺乳动物耳朵的最深部位并不是听觉的集中点。一些美国科学家在蝙蝠的耳朵里首次发现了一种异常细胞,这些细胞含有与肌肉中所见相同的收缩蛋白质。这种细胞能使内耳结构受到声音刺激时改变其振动方式。科学家们认为,这种异常细胞内部的收缩蛋白质能牵动附着于基底膜的螺旋形内耳结构的外部纤维。基底膜的运动是听力的一个关键因素,可能因外部纤维所施加的紧     

超氧化物歧化酶与氧化应激相关内耳疾病的研究进展

超氧化物歧化酶(SOD)作为细胞内氧自由基清除剂,能将O-2,催化生成O2和H2O2;与氧化应激相关的内耳疾病密切相关,对氧化应激引起的内耳毛细胞及听觉神经元损伤具有保护作用.本文从SOD的基因结构、一般理化特性、在内耳氧化损伤的作用、作为内耳基因治疗策略的应用前景进行综述.     

视网膜母细胞瘤蛋白与内耳毛细胞发育

视网膜母细胞瘤蛋白虽然是一种抑癌蛋白,但其在听觉系统发育过程中起到重要调控作用。与前庭毛细胞相比,视网膜母细胞瘤蛋白可能在耳蜗毛细胞的发育过程中扮演更加重要的角色。本文主要就视网膜母细胞瘤蛋白在内耳感觉祖细胞的细胞周期退出、细胞命运决定和分化以及毛细胞成熟、存活等各个阶段的作用进行综述,并分析了它在毛细胞再生研究中的重要价值。暂时阻断视网膜母细胞瘤蛋白表达可能为毛细胞再生提供有效途径,开辟听力损伤修复的新方向。     

干细胞治疗感音神经性耳聋

治疗内耳疾病的主要困难之一是找到耳蜗毛细胞或者螺旋神经元丢失所导致的听力损失的治疗方法。本文讨论使用干细胞替代感觉细胞丢失为目的的几个治疗策略。作者最近在成年内耳中发现了可以分化为毛细胞的干细胞,发现了胚胎干细胞可在体外转化为毛细胞并表达毛细胞标记物。在动物模型中,成年内耳干细胞、神经干细胞和胚胎干细胞来源的前体细胞可分化成为毛细胞和神经细胞。本文将讨论使用干细胞再生损伤毛细胞的不同方法,介绍几种可行的动物模型,并讨论发展基于干细胞的细胞替代疗法治疗内耳损伤中存在的困难。     

FGF信号通路在内耳发育调控和毛细胞再生中的作用

内耳是感受听觉和平衡觉的复杂器官。在内耳发育过程中,成纤维生长因子(fibroblast growth factor, FGF)信号通路参与了听基板的诱导、螺旋神经节(statoacoustic ganglion, SAG)的发育以及Corti器感觉上皮的分化。FGF信号开启了内耳早期发育的基因调控网络,诱导前基板区域以及听基板的形成。正常表达的FGF信号分子可促进听囊腹侧成神经细胞的特化,但成熟SAG神经元释放的过量FGF5可抑制此过程,形成负反馈环路使SAG在稳定状态下发育。FGF20在Notch信号通路的调控下参与了前感觉上皮区域向毛细胞和支持细胞的分化过程,而内毛细胞分泌的FGF8可调控局部支持细胞分化为柱细胞。人类FGF信号通路异常可导致多种耳聋相关遗传病。此外,FGF信号通路在低等脊椎动物毛细胞自发再生以及干细胞向内耳毛细胞诱导过程中都起到了关键作用。本文综述了FGF信号通路在内耳发育调控以及毛细胞再生中的作用及其相关研究进展,以期为毛细胞再生中FGF信号通路调控机制的阐明奠定理论基础。     

脑内神经细胞死亡会再生吗?

长期以来 ,人们一直认为成年动物大脑中的神经元不能再生 ,神经细胞死亡后不会长出新的神经细胞替代。但是 ,近年来科学家发现一些特定的神经元 (包括人类 )有再生能力。最近洛克菲勒和哈佛大学医学院的神经科学家报道 ,一种成年雄性鸣雀 ,斑马雀大脑中的神经细胞死亡后能长出新的神经细胞 ,而且新长出的神经细胞能完全替代已死亡细胞的功能。但是 ,斑马雀的大脑中不是所有类型的神经细胞都可以再生 ,只有那些影响鸣叫功能的神经细胞才能再生。现在 ,科学家感兴趣的是 ,如果能发现这些选择性引起神经细胞再生的触发机制 ,将会找到触发所有神…     

腺病毒转染新生及成年鼠内耳细胞的研究

目的探讨腺病毒携带目的基因Cre和Oct4导入新生和成年小鼠转染内耳细胞的可行性,为内耳基因治疗提供可行性研究。方法采用纳升级显微操作系统,经耳蜗中阶显微注射携带基因编辑基因Cre和绿色荧光蛋白(GFP)基因的5型重组腺病毒悬液于新生鼠(P1)和成年鼠,并以腺病毒携带Oct4基因转染入成年鼠内耳,注射4d后取双侧耳蜗标本做基底膜铺片,观察GFP和Oct4表达情况。结果新生鼠组:术后第4d见耳蜗底圈62%和中圈54%支持细胞表达GFP。成年鼠组:术后第4天可见耳蜗底圈96%和中圈51%内毛细胞表达GFP,底圈72%和中圈40%支持细胞表达GFP。31%内毛细胞和43%支持细胞表达Oct4。未注射耳未见GFP和Oct4表达。结论显微注射腺病毒携带目的基因Cre和Oct4可高效导入新生鼠及成年鼠内耳并表达,可用来研究内耳基因功能和基因治疗。     

内耳减压病豚鼠听力和耳蜗组织的病理变化

研究探讨了内耳减压病豚鼠皮层听觉诱发电位阈值、耳蜗火棉胶切片、酶组织化学和透射电镜观察的变化。结果表明,豚鼠内耳减压病导致听力损失,耳蜗广泛的病理损害.毛细胞琥珀酸脱氢酶活性降低。提出了加压治疗内耳减压病时配合改善微循环、增加能量供应等见解。     

鱼类内耳球状囊微音器电位测量

鱼的内耳由三个半规管和三个耳石器官(椭圆囊、球状囊、听囊)组成。三个半规管和椭圆囊组成内耳的上部,属前庭感觉部分;球状囊与听囊组成内耳下部,属听觉部分。由于听囊在鱼类中尚不发达,所以,一般认为球状囊是鱼类的声音感受器的主要部分。球状囊微音器电位(以下简称球囊电位)是从球状囊内淋巴液中引出的由囊斑感觉毛细胞产生的综合感受器电位,相当于哺乳动物的耳蜗微音器电位。     

恒频-调频蝙蝠特化的听觉系统对回声定位的适应

在漫长的生物演化过程中,蝙蝠演化出了能飞行和高度适应生存环境的生物声纳系统和行为.蝙蝠属于哺乳动物纲的翼手目(Chiroptera),是唯一能真正飞行的哺乳动物,其种类超过1000种,位列哺乳类动物的第二大目.根据其体型大小和形态特征将其分成大蝙蝠亚目(Megachiroptera)和小蝙蝠亚目(Microchiroptera).对蝙蝠的研究具有重要的科学意义和实际应用价值,如在听感觉方面与人类共享听觉的某些基本原理,研究结果有助于认识人类听觉.它们发出的回声定位信号规整,便于模拟后用于研究听觉系统对声信号加工的机制,尤其是在听中枢对复杂声信号处理方面,认识其细胞和分子机制才刚开始,它们是极好的模型动物.另外,在仿生学方面也具有极其重要的价值,回声定位蝙蝠的生物声纳系统具有极高的时间和空间分辨率,是极具诱惑力的研究课题.有关恒频-调频蝙蝠听觉结构和功能的研究,已有相当的时日,获得了不少新的认识,窥探到敏锐的听觉与回声定位行为之间的某些适应性的机制,本文对这方面的研究进展做了简要介绍和评述.     

M通道研究进展

M通道是一种电压依赖性非失活的钾离子通道,属于KCNQ家族,主要分布于神经细胞、平滑肌细胞、内耳毛细胞等,该通道在调节神经兴奋性、平滑肌张力和听觉等方面发挥作用。越来越多的研究证实KCNQ基因突变或M通道功能失调与许多疾病有关,并且已经发现一些药物可以通过调节M通道达到治疗作用。本文着重从电生理学、分子生物学、病理生理学等方面介绍了M通道的研究进展。     

人脂肪来源间充质干细胞植入受损耳蜗后定向归巢并分化为毛细胞样细胞

目的:通过将人脂肪来源间充质干细胞(human adipose-derived mesenchymal stem cells,hAD-MSCs)移植到受损小鼠,探讨hAD-MSCs替代缺失/受损毛细胞的可行性。方法:将hAD-MSCs经尾静脉移植入药物致聋后的小鼠体内,用免疫染色及RT-PCR等方法检测移植后hAD-MSCs在耳蜗内的归巢和分化。结果:移植的hAD-MSCs能够定向归巢到受损耳蜗内,并至少存活2周,未观察到对移植细胞的免疫排斥反应。有少量细胞定位于耳蜗感觉上皮并表达毛细胞特异性抗体myosin 7a。结论:hAD-MSCs移植入药物性致聋小鼠后,能够定向归巢到耳蜗内,并分化为内耳毛细胞样细胞,是一种针对内耳损伤及退变性疾病治疗的潜在细胞来源。     

人脂肪来源间充质干细胞植入受损耳蜗后定向归巢到并分化为毛细胞样细胞

目的：通过将人脂肪来源间充质干细胞（human adipose-derived mesenchymal stem cells,hAD-MSCs）移植到受损小鼠,探讨hAD-MSCs替代缺失/受损毛细胞的可行性。方法：将hAD-MSCs经尾静脉移植入药物致聋后的小鼠体内,用免疫染色及RT-PCR等方法检测移植后hAD-MSCs在耳蜗内的归巢和分化。结果：移植的hAD-MSCs能够定向归巢到受损耳蜗内,并至少存活2周,未观察到对移植细胞的免疫排斥反应。有少量细胞定位于耳蜗感觉上皮并表达毛细胞特异性抗体myosin 7a。结论：hAD-MSCs移植入药物性致聋小鼠后,能够定向归巢到耳蜗内,并分化为内耳毛细胞样细胞,是一种针对内耳损伤及退变性疾病治疗的潜在细胞来源。     

罗非鱼内耳形态结构研究

罗非鱼内耳器官结构与典型硬骨鱼的内耳结构一致。球状囊呈椭圆体状,其耳五充满整个囊体,耳石上有明显的中央沟,中央沟在形态上与球状囊听斑一致;听囊呈圆形,听囊耳五约占整个听囊一半,耳石较薄且较透明,有明显外缘区和中央区之分;椭圆囊呈不规则椭球体状,其耳石占椭圆囊的较小部分,耳石表面粗糙。罗非鱼耳石膜为一层胶质膜,位于耳石和听斑之间,并触及所有毛细胞,膜有大量小孔,小孔处恰为毛细胞的纤毛束伸入,纤毛束透过小孔触及到耳石。扫描电镜观察表明,罗非鱼内耳听斑也由毛细胞和支持细胞组成,听斑表面有大量具一定分布规律的纤毛束。罗非鱼内耳听觉器官主要有三种纤毛束类型：Ｆ＿１、Ｆ＿２和Ｆ＿３型。按照纤毛束的取向一致性,球状囊听斑划分三个区;听囊听斑和椭圆囊听斑均划分两个区。     

动物听觉器官的进化

在系统进化的过程中 ,动物对声波振动的感觉逐步形成了专一的听觉感受器官。听觉器官最早出现于无脊椎动物的节肢动物 ,但节肢动物听觉感受器与感受触觉器没有明显的界限。随着生活环境的改变 ,水生的鱼类出现了内耳 ,在从水栖到陆栖的过渡中出现了中耳 ,内耳也逐渐复杂化形成了原始的基底膜 ,鸟类和哺乳动物的听觉器官达到了发育的最高点 ,也是所有感觉器官中最为复杂的器官之一。听觉在很多方面都起着重要的作用 ,例如逃避捕食者、寻觅配偶和相互交流等 ,对人类来说听觉是语言发展的关键。1　无脊椎动物的听感觉器官无脊椎动物中只有节肢…     

Nogo-A及其受体在中枢神经系统发育过程中作用及机制的研究进展

Nogo-A及其受体在成年哺乳动物的中枢神经系统(CNS)中,尤其是在中枢神经系统损伤及修复过程中的作用及机制已经被广泛而深入的研究,但是它们在CNS发育中的扮演的角色却了解甚少.新近研究表明,Nogo-A在CNS发育过程中神经前体细胞分化及迁移,轴突的生长及可塑性的变化以及少突胶质细胞前体细胞分化和成髓鞘化等过程中发挥着重要的作用.     

爬行动物皮层的细胞构筑与纤维联系

大脑进化到爬行动物阶段,端脑开始占据大脑的绝大部分,成为处理信息的高级中枢.皮层是爬行动物端脑的一个主要组成部分,与哺乳动物的大脑皮层相似,它位于端脑的表面,覆盖整个脑室下结构,参与各种信息的处理,嗅觉、视觉、听觉、学习和记忆都跟它相关.本文就爬行动物皮层的分区、细胞构筑、纤维联系等最近的研究进展进行介绍.     

内耳免疫反应诱导Fas和FasL表达与凋亡的关系

目的研究内耳免疫反应过程中是否存在细胞凋亡,以及细胞凋亡是否与Fas和FasL信号转导有关.方法选用雌性白色豚鼠16只,随机分为实验组和对照组各8只,以钥孔虫戚血蓝蛋白(keyhole limpet hemocyanin,KLH)全身免疫后,实验组以相同抗原进行内耳免疫,对照组内耳注射等量的磷酸盐缓冲生理盐水(phosphate buffered saline,PBS),在内耳免疫5d后处死动物,取内耳免疫侧耳蜗做石蜡切片.通过脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的缺口末端标记技术(terminal-deoxynucleotidyl transferase mediated nick end labeling,TUNEL)检测内耳凋亡细胞,免疫组化检测内耳Fas和FasL的表达.结果实验组豚鼠内耳Corti器毛细胞,血管纹的缘细胞和螺旋神经节细胞存在TUNEL染色阳性细胞,而对照组动物切片仅在支持细胞、血管纹和螺旋神经节细胞中发现极少数TUNEL染色阳性细胞.免疫组化染色实验组Corti器、螺旋神经节细胞、血管纹和螺旋韧带Fas和FasL蛋白表达阳性,而对照组只有螺旋神经节细胞和血管纹有较弱的Fas蛋白表达,FasL蛋白表达阴性.结论内耳免疫反应可诱导细胞凋亡的发生,Fas-FasL途径是参与此过程重要的信号转导途径之一.