Notch信號促進內(nèi)耳毛細胞再生

日期：2010-08-31 15:57:42

研究者一直在追蹤一條對胚胎小鼠耳感覺器官定位起決定作用的細胞信號途徑，并于近日在胚胎內(nèi)耳組織中激活了該信號，研究者發(fā)現(xiàn)信號的激活使得該處開始生成聽覺“斑塊”。該發(fā)現(xiàn)為開展神經(jīng)損傷性聽力喪失的修復研究提供了新途徑。研究結(jié)果發(fā)表在《PNAS》雜志上。

（此圖為發(fā)育過程中激活Notch信號生成的“聽覺斑”，紅色的為內(nèi)耳毛細胞，綠色為支持細胞）

該研究是由西雅圖華盛頓大學生物學結(jié)構(gòu)系的研究員Byron H. Hartman, Thomas Reh, 和Olivia Bermingham- McDonogh共同完成的。這三位研究者都是華盛頓大學干細胞和再生醫(yī)學研究所的成員。第一作者Bermingham-McDonogh還是華盛頓大學Virginia Merrill Bloedel聽力研究中心的成員。

內(nèi)耳毛細胞是最重要的人體聽覺感受器，它可對聲波和其他震動產(chǎn)生反應，通過神經(jīng)細胞放大聲音信號，并將信號編碼傳輸給大腦。醫(yī)學研究證實當內(nèi)耳毛細胞受損時，聲音就無法被正確、實時的傳輸給大腦，從而導致耳聾和耳鳴。

Bermingham-McDonogh說：“內(nèi)耳毛細胞是人類維持聽力和平衡所必需的。但是隨著人的老化，內(nèi)耳毛細胞發(fā)生累積性損害，我們也逐漸喪失聽力和平衡能力。研究者一直對內(nèi)耳細胞再生課題抱著極大的興趣?！?/P>

Bermingham-McDonogh的研究目標是為那些由于衰老、過度噪音損傷或其他有害損傷而喪失聽力的人們找到修復內(nèi)耳毛細胞的方法。內(nèi)耳毛細胞在發(fā)生損傷后通常無法自發(fā)進行修復，目前研究者也尚未在哺乳動物內(nèi)耳中發(fā)現(xiàn)成體干細胞。為了找到重新啟動成人耳毛細胞形成的方法，Bermingham-McDonogh研究小組對耳發(fā)育過程中耳毛細胞的形成進行了研究。

在胚胎生長過程中，形成耳組織的區(qū)域選擇性轉(zhuǎn)化為內(nèi)耳器官是正常耳毛細胞的發(fā)育第一步。內(nèi)耳器官能探測到聲音并可維持我們的平衡感。這與建筑物打地基的過程非常相似，建筑物的構(gòu)建必須建立在堅實的基礎上。

Bermingham-McDonogh 實驗室的一位博士后人員Byron Hartman發(fā)現(xiàn)Notch信號對于內(nèi)耳毛細胞及其相關支持細胞的形成非常重要。研究人員通過激活Notch信號使得正常不會生成毛細胞的內(nèi)耳區(qū)域轉(zhuǎn)化為新的聽覺組織“斑塊”。一旦這些新的聽覺斑塊形成，斑塊區(qū)域就會生成新的毛細胞和支持細胞。通過激活Notch信號，研究者觀察到了整個發(fā)育的過程。

Notch蛋白是一種跨膜蛋白，它可將細胞表面的信息傳遞至細胞核中。胚胎學家和癌癥研究者多年來一直對Notch信號進行研究。直到最近再生醫(yī)學領域的科學家才開始研究它在重啟成人發(fā)育過程中的關鍵調(diào)控作用。

“Notch信號在成熟內(nèi)耳中似乎并不活躍，”華盛頓大學的研究者指出：“這或許揭示了內(nèi)耳無法再生新的耳毛細胞的原因。”

目前研究者正在試圖找到操控成人內(nèi)耳Notch信號的方法，看是否能通過這種方式刺激聽力和平衡器官的毛細胞再生。