成体后条件性敲除GATA3基因观察其对毛细胞的维持作用
摘要:哺乳动物耳蜗中存在一定数量的耳蜗前体细胞,但是却长期处于静止状态,没有自发再生成为新生毛细胞的能力,其原因可能是启动前体细胞分化的促进因子缺乏或沉默、耳蜗前体细胞数量过少。因此,寻找控制毛细胞增生、分化的基因变得非常重要。目前,已经被研究者们证实的基因有很多种。在对鸡的前庭和耳蜗的基因表达差异的研究分析中发现,GATA3、TBX2、转录因子 Math1 和 Brn3c 都是与内耳发育相关的基因。基于此,本文对成体后条件性敲除GATA3基因观察其对毛细胞的维持作用相关研究进行了综述。
关键词:GATA3; 毛细胞; 耳蜗前体细胞
一、文献综述
有调查显示,由于衰老、易感基因或者噪音和耳毒性物质的环境暴露,超过50%的个体在60岁以上会出现不同程度的听力下降[1]。目前的研究认为,绝大部分的听力和平衡功能障碍来源于感觉毛细胞的损害或者缺失。毛细胞是具有精细纤毛结构的高度特化细胞类型,在声音传导和头部运动的过程中,纤毛的相对移动将声音信号或者运动信号转变为神经冲动,通过特定神经元向感觉和前庭中枢传导,从而维持正常的听觉和平衡功能。因为哺乳动物毛细胞缺乏再生能力,所以随着时间推移,受年龄、疾病、外伤等因素的损伤,毛细胞数量会逐渐减少,当减少到一定程度后,就会出现听力下降。近年来,利用干细胞(Stem cells,SCs)进行替代治疗成为毛细胞再生的研究热点。
毛细胞再生是指新生毛细胞不断形成、成熟,自发地代替衰老死亡的细胞。研究者们在动物实验中观察到鸟类、两栖类动物和鱼的耳蜗毛细胞受损后,内耳支持细胞会通过不对称分裂来自发产生新的毛细胞[2],但哺乳动物耳蜗毛细胞没有主动再生现象。两栖类动物和鱼的耳蜗毛细胞能不断更新,新生的毛细胞自发代替已经衰老死亡的毛细胞,这属于毛细胞的自发再生现象,在发育早期非常显著。鸟类(鸡、鹌鹑等)也终生都存在耳蜗毛细胞的自发再生现象。鸟类、两栖类动物和鱼的耳蜗毛细胞自发再生后,其功能也能随之恢复正常。但研究者们在对哺乳动物的研究中发现,哺乳动物在出生前两天耳蜗已经停止生成新的毛细胞,之后也不会有耳蜗毛细胞的自发再生。
目前,研究者们正在积极寻找耳蜗毛细胞的再生方法,主要研究方向集中在:
(1)将胚胎或神经干细胞(包括胚胎干细胞、骨髓间充质干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞[3]等)移植到毛细胞受损的耳蜗中,使之产生新生毛细胞来替代损伤的耳蜗毛细胞。
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