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塔夫茨大学医学院和生物医学研究生院（GSBS）的研究人员使用一个新设计的三维模型来研究鼻子神经组织的再生同事们发现，一种被认为处于休眠状态的干细胞在保持嗅觉方面可能比原先认为的更为重要。
塔夫茨大学医学院和生物医学研究生院（GSBS）的研究人员使用一个新设计的三维模型来研究鼻子神经组织的再生同事们发现，一种被认为处于休眠状态的干细胞在保持嗅觉方面可能比原先认为的更为重要。
与中央的细胞不同神经系统鼻腔中的感觉神经元在一生中都有非凡的再生能力，尽管它们几乎经常暴露在外界环境中。
病毒感染（如新型冠状病毒肺炎）、暴露于毒素或甚至老化本身都会降低其功能或这些细胞的复制能力，从而导致部分或完全丧失气味。研究团队设计了一种新的、易于创建的三维嗅觉组织小鼠模型或类器官，以帮助科学家更好地研究鼻子中神经元是如何持续形成的，以及为什么这一过程在疾病和衰老中可能会减少。?
他们的研究最近发表在《Cell Reports Methods》杂志上，使用这种小鼠模型展示了鼻子中的两种类型的干细胞，即水平基底细胞（HBCs）和球形基底细胞（GBCs）如何相互沟通和支持，以形成新的嗅觉神经组织。发育、分子和化学生物学系研究助理教授，该研究的高级作者Brian Lin说：“我们的研究表明，这两种干细胞可能是相互依赖的。我们认为有一种类型的HBCs基本上处于休眠状态，它实际上可能在支持新神经元的产生和受损组织的修复方面发挥着关键作用。"
利用该模型，该团队确定了一个特定的HBC亚群，以其产生的KRT5蛋白为标志，该蛋白积极支持新嗅觉神经元的生成。研究人员观察到，这些特定的HBC在类器官的形成中起着关键作用，他们发现，当这些细胞从类器官培养物中选择性地耗尽时，新神经元的生成会受到显著的损害。这些结果表明，这些曾经被认为处于休眠状态的干细胞是再生过程中的重要参与者。
Lin说：“我们还观察了不同年龄段小鼠的细胞，并在模型中培养它们。我们发现老年小鼠细胞产生新神经元的能力下降。我们认为这是由于随着年龄的增长，GBC数量减少，但我们需要做更多的工作来验证这一假设，如果是这样，我们需要开发使它们恢复活力的方法。”
易于使用的模型
该研究的主要作者朱利安娜·古斯科·加梅罗（Juliana Gutschow Gameiro）是一名访问GSBS的前博士生，她从巴西巴拉那州伦德里纳州立大学（State University of Londrina，Parana）来到塔夫茨。Lin说，她致力于开发一种在资金和设备有限的实验室中易于创建的模型。
Lin说：“由于嗅觉丧失与新型冠状病毒肺炎、帕金森病和其他疾病有关，过去几年，来自不同领域的大量研究人员开始研究嗅觉上皮细胞。”
他说：“我们想开发一个易于使用的模型，以便非干细胞生物学家和那些在资源有限的实验室工作的人能够使用它来更好地了解嗅觉神经元是如何再生的，以及是什么导致这一过程减少或完全失败。”
下一步：人体类器官
最终目标是利用这种嗅觉神经元的小鼠组织模型作为开发人类类器官的途径，该类器官可用于筛选药物，以治疗嗅觉显著减弱或消失的人。
与使用整只动物或现有人类细胞培养物相比，有机物使临床前试验研究更快、更便宜、更有效。有机物已经被开发用于肺、肾和其他器官，但不用于人类嗅觉组织。
Lin说：“从人类身上获取纯嗅觉组织是一项挑战。”
对患者进行麻醉，并将类似于冠状肺炎测试棒的刷子深入鼻腔。与他们的小鼠模型不同，在此过程中收集的人类呼吸干细胞和嗅觉干细胞很难分离。
研究团队的下一个挑战是开发一种简单、廉价的技术，将人类嗅觉干细胞分离出来，并诱导它们在实验室中生长。
