综述:内耳类器官作为听力再生临床前模型的研究进展与应用

【字体: 时间:2025年07月27日 来源:Stem Cell Reviews and Reports 4.5

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  本文系统阐述了多能干细胞(PSC)在三维(3D)培养体系中生成的内耳类器官在听力再生研究中的突破性应用。通过模拟耳蜗微环境,该模型为阐明听觉细胞再生机制、药物筛选及个性化医疗提供了全新平台,有望破解感音神经性耳聋治疗难题。

  

Abstract
感音神经性耳聋作为全球性健康难题,其再生治疗始终是医学界亟待突破的领域。近年来,基于多能干细胞(PSC)的三维(3D)类器官技术为破解这一困境提供了革命性工具。这类微型器官模型通过精确模拟内耳复杂结构,成功再现了毛细胞、支持细胞等关键组分的动态互作,为揭示听觉上皮再生机制开辟了新途径。

内耳类器官的构建突破
研究团队采用时序定向分化策略,将诱导多能干细胞(iPSC)分化为耳基板前体细胞,通过优化细胞外基质(ECM)成分与力学刺激参数,最终获得具有功能性毛细胞-支持细胞网络的类器官。电生理检测证实,这些类器官不仅能表达OTOF、POU4F3等听觉特异性标志物,更可产生典型的机械电转导电流。

机制研究与药物开发平台
利用该模型,科学家首次在体外观察到Notch信号通路介导的侧向抑制现象——这一调控毛细胞分化的核心机制。通过高通量筛选,已发现组蛋白去乙酰化酶抑制剂(HDACi)可显著促进支持细胞转分化为功能性毛细胞,其效率较传统二维培养提升近20倍。

临床转化前景
最新研究将患者来源的iPSC类器官与基因编辑技术结合,成功纠正了GJB2突变导致的连接蛋白缺陷,为遗传性耳聋的精准治疗奠定基础。值得注意的是,该模型对氨基糖苷类耳毒性药物的敏感性检测结果与临床数据高度吻合(相关系数r=0.89),证实其作为个性化用药指导工具的可靠性。

现存挑战
当前类器官仍存在血管化不足、长期培养稳定性差等问题。通过引入器官芯片(Organ-on-a-chip)技术构建神经-血管网络,或将成为突破类器官成熟度瓶颈的关键。随着单细胞测序技术的深入应用,未来有望绘制出更精确的耳蜗发育调控图谱,最终实现听力功能的原位再生。

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