耳聋已成为影响社会政治和经济的全球性健康问题,其中感音神经性聋是最常见的耳聋形式.导致感音神经性聋的途径和机制多样,其中螺旋神经元的神经突退化和丧失是造成感音神经性聋的核心原因.随着生物医学工程技术的飞速发展,构建能够模拟螺旋神经元组织生长微环境的仿生支架来诱导其生长,是实现螺旋神经元再生的关键步骤.本文系统回顾和总结了通过仿生支架和电刺激等诱导螺旋神经元再生的研究进展,并讨论了未来潜在的治疗方法.

感音神经性聋(sensorineural hearing loss,SNHL)是耳科学领域难点及热点问题,内耳毛细胞和螺旋神经元(spiral ganglion neurons,SGNs)的损伤是导致SNHL的主要因素之一,目前治疗SNHL的方法主要有助听器或人工耳蜗植入(cochlear implant,CI),但都无法恢复正常的听觉结构,治疗效果不佳.近年来,有学者提出是否能将干细胞移植与人工耳蜗植入相结合,以实现SGNs损伤修复从而提高人工耳蜗植入的效能,而骨髓间充质干细胞(bone mesenchymal stem cells,BMSCs)由于其高扩增潜能,遗传稳定,易于分离培养,低免疫源性和免疫调节功能,近几年成为现代生物学和医学的研究热点,且已被多个临床试验证实具有很大的临床应用潜能,可被应用于组织损伤修复,如心肌梗死、脊柱及脑损伤、软骨及骨损伤.本文将从SGNs数量与人工耳蜗植入效果的关系、BMSCs移植实现SGNs再生或修复几方面进行综述,包括探讨人工耳蜗植入联合干细胞移植面临的治疗难点.

背景:Y-27632是Rho相关卷曲螺旋形成的蛋白激酶抑制剂,已被证实具有调节干细胞的自我更新、促进克隆形成和存活的作用.另外,其对神经细胞生长和发育也具有调节和保护作用.而如何提高胚胎干细胞向类神经元细胞分化是神经损伤修复和神经再生领域热点问题.目的:探讨Y-27632对人胚胎干细胞向类神经元细胞分化效率的作用.方法:取16代人胚胎干细胞复苏后,进行形态观察和染色鉴定,采用悬浮培养法制备类胚体,培养8 d后,进行分组贴壁培养:对照组细胞为常规Sato培养基诱导分化;Y-27632组分别在Sato培养基加入5,10, 20,40 μmol/L Y-27632.培养10 d后进行染色鉴定;10-18 d后,进行免疫荧光染色检测胚胎干细胞分化效率和类神经元细胞突起生长情况.结果与结论:①人胚胎干细胞共表达Oct4和SSEA-3干细胞特异蛋白;②悬浮分化培养8 d后,进一步贴壁培养10 d,可观察到具有神经形态,且表达Tuj-1的类神经元细胞;③经不同浓度的Y-27632诱导后,免疫荧光染色发现贴壁细胞数和Tuj-1阳性细胞数显著增加,提示胚胎干细胞向类神经元细胞分化速率加快,且在浓度为10 μmol/L时最为明显;④分化培养18 d后,免疫荧光染色显示,与对照组相比,10 μmol/L Y-27632组的Tuj-1阳性细胞数及突起数和突起长度显著增加;⑤结果说明,Y-27632不仅能够促进人胚胎干细胞向类神经元细胞分化,同时促进类神经元细胞突起的生长.

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.

内耳疾病包括听力损失、耳鸣和外周前庭功能障碍,主要是由毛细胞或螺旋神经节神经元损伤引起,严重影响人体听觉与平衡功能.目前的临床药物可以缓解症状,但不能完全治愈内耳疾病,因此亟需寻找有效的防治药物.大多数在研药物的主要作用机制为毛细胞保护、毛细胞再生及螺旋神经节神经元及其突触保护等,针对不同的作用机制,药物可以与相对应的酶类、受体或者离子通道等作用,发挥不同的药理效应.本文在此基础上就相关靶点和药物进行详细梳理和分析,以期为防治内耳疾病药物的进一步研发提供参考.

因耳蜗、听神经或听觉中枢病变引起的感音神经性听力下降(sensorineural hearing loss,SNHL)是人类最常见的感觉功能障碍性疾病[1],根据病因可分为遗传性、获得性和特发性.超过60％的先天性或早发性SNHL有遗传因素[2],另约35％有明确的获得性病因,如宫内感染、环境因素暴露、脑膜炎、应用耳毒性药物、母孕期药物应用史或饮酒史、早产、出生时低Apgar评分等[3].现在普遍认为SNHL发生后不可逆转,听力水平可能会逐渐从轻度聋进展至重度或极重度聋[4].因为哺乳动物成熟的毛细胞、支持细胞和螺旋神经元不具有自发的再生能力[5],自我修复能力有限,这意味着预防及治疗SNHL的关键在于如何保证这些细胞的数量和功能.

在听觉系统中,带状突触是位于内毛细胞和螺旋神经节神经元之间的囊泡相关的电子致密体结构,内毛细胞通过带状突触将神经递质释放到螺旋神经节,是形成听觉的基础.带状突触的结构及功能发生变化导致内毛细胞及螺旋神经之间突触传递异常,称为突触病变.近年来针对带状突触与耳聋的研究是一个热点,研究发现诸多因素都可能导致耳蜗突触病变,对内毛细胞带状突触的进一步研究有利于寻找听觉再生和保护的靶点.

目的:探讨绿茶提取物对Ras同源基因(Rho)/Rho相关螺旋卷曲蛋白激酶(ROCK)通路的调控作用及对脑梗死大鼠脑损伤的影响,初步探讨其作用机制.方法:用线栓法复制大鼠脑梗死模型,并随机分为假手术组、模型组、绿茶提取物组(200 mg/kg)、Rho抑制剂组(给予盐酸法舒地尔15 mg/kg)、Rho激动剂组(给予溶血性磷脂酸50 mmol/kg)、联合组(绿茶提取物+Rho激动剂),每组18只.给药结束后,观察大鼠行为变化;氯化三苯基四氮唑(TTC)染色观察脑梗死状况;尼氏及脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的黏性末端标记(TUNEL)染色法观察神经元损伤及凋亡情况;鬼笔环肽染色观察神经元细胞骨架变化;透射电镜下观察神经突触结构变化;免疫组化法观察Rho阳性表达水平;蛋白免疫印迹法(Western Blot)检测Rho/ROCK通路蛋白、促神经生长因子[神经生长因子(NGF)、脑源性神经营养因子(BDNF)、神经营养因子3(NT3)]、神经生长抑制因子[轴突生长抑制因子(NogoA)、髓鞘相关蛋白(MAG)、切丝蛋白(cofilin)]、突触再生重塑相关蛋白[突触后致密物质(PSD-95)、突触素(SYP)等]蛋白表达.结果:与假手术组比较,模型组大鼠神经功能缺损评分、脑梗死体积均增加,脑皮层神经元损伤和凋亡、突触小泡破裂融合等结构损伤及细胞骨架破坏严重,Rho/ROCK通路活化,及其介导的促神经生长因子表达降低,而神经抑制因子表达升高(P<0.05).绿茶提取物及Rho抑制剂均可减轻脑皮层神经元损伤和凋亡、突触小泡破裂融合等结构损伤及细胞骨架破坏等病理损伤,降低神经功能缺损评分及脑梗死体积,抑制Rho/ROCK通路活化和神经抑制因子表达,促进促神经生长因子表达(P<0.05).Rho激动剂可逆转绿茶提取物的上述作用(P<0.05).结论:绿茶提取物可抑制Rho/ROCK活化,促进脑梗死后神经元及突触的再生及重塑,改善神经功能损伤,发挥脑保护作用.

耳蜗螺旋神经元(spiral ganglion neurons,SGN)的存活和增殖依赖于各种神经营养因子的调节.SGN的损伤和发育异常均可导致感音神经性耳聋,但SGN无再生能力,听力下降往往很难恢复.因此,对听力下降进行早期干预,防止其不可逆的损伤尤为重要.神经营养素3(neurotrophin-3,NT-3)在耳蜗中高表达并促进SGN的存活、轴突的生长和损伤的修复,这已得到广泛的共识,但对其如何将信息传递到细胞内,从而调节SGN的发育仍然不清楚.本文就NT-3在SGN发育期中作用机制的研究进展作一综述.