內耳細胞發育的藍圖--NIH Research Matters
Original Article
http://www.nih.gov/researchmatters/october2015/10262015ear.htm
A Blueprint of Cell Development in the Inner Ear
內耳細胞發育的藍圖
At a Glance (簡略說明)
‧ Scientists created a high-resolution gene expression map of the inner ear
in newborn mice.
‧ 科學家在新生幼鼠上建立了內耳的高解析度基因表現圖譜
‧ The findings provide insights into inner ear development that could lead
to new approaches for treating hearing loss and balance disorders.
‧ 這些發現提供了對內耳發育進一步的了解, 並可能發展成對聽力喪失及平衡失調症狀
的新治療方式
內耳可經由一些特殊的表皮細胞, 例如聽毛細胞及支持細胞, 來偵測頭部的移動, 重力及
聲音. 這些細胞在內耳蝸牛狀耳蝸一起合作來偵測聲音. 在液體充滿的小囊胞中--身體內
耳前庭系統的一部分, 提供對身體平衡的感覺--這些細胞幫助了對頭部移動與位置的偵測
.
人類的聽毛細胞與支持細胞無法自我修復. 藥物, 疾病, 受傷或年齡的增長都可對這些細
胞造成損害. 這將造成聽力的喪失與平衡感的問題, 並且無法有效的治療. 研究這些感覺
細胞是困難的, 因為只有數千個這樣的細胞並且他們集中在多骨的管道的深處.
為了更了解內耳細胞的發育, 由NIDCD/NIH的Dr. Matthew Kelley所帶領的研究團隊研究
了新生幼鼠的內耳. 科學家們使用了微流體技術 (microfluidic technology)來擷取301
個幼鼠內耳前庭及小囊胞細胞--包含一些聽毛細胞及一些支持細胞. 他們對每一個細胞
做單細胞轉錄組序列分析(single cell RNA-seq)來分析基因的功能. 這研究在2015年10
月15日的自然通訊期刊 (Nature Communication)
研究員發現聽毛細胞與支持細胞獨特的基因功能的數據量變圖表(gene activity
profile). 他們也發現了在這些廣義細胞分類中的子群體的證據. 研究團隊懷疑他們所發
現的獨特基因功能樣式(gene activity patterns)或許可對應於特定的, 但還未確定的,
細胞功能
科學家們同時也能夠找出在各發育階段活躍的基因, 對特殊的聽毛細胞的形成帶來光明而
重要的線索. 尤其特別的是, 研究員並未找到在內耳結構中感覺細胞與非感覺細胞的明確
區域界線. 這數據指出了或許有個讓細胞可轉換功能的過渡時期. 這發現暗示了可能發展
以細胞為基礎的治療方式, 來治療聽力喪失與平衡失調的症狀.
在另一個類似的研究中, 由NIH資助的馬里蘭醫學院的Dr. Ronna Hertzano團隊使用了轉
綠組序列分析 (RNA-seq) 來找出在聽毛細胞中活躍而被稱為X調控因子 (regulator
factor Xs, RFX)的基因調控蛋白質家族. 雖然並非在聽毛細胞早期發育佔決定性地位,但
這些調控因子對聽毛細胞的長期存活是必須的. 缺乏2個 RFX 蛋白的幼鼠在出生三個月內
將喪失聽力.
了解控制內耳發育的基因網路連結可能在日後發展出對聽力受損與平衡失調的治療方式.
Kelley 說, "對內耳細胞發育的基因表現圖譜的了解對他們如何形成是很重要的, 並或許
能夠讓我們建立一個可重新製造這些細胞的方法".
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