客觀日本

九州大學在成體小鼠內耳實施神經元新生,失落的聽力得到恢復

2021年12月15日 生物醫藥

儘管人們一直認爲成年哺乳動物的聽覺神經不會再生,但九州大學的研究團隊發現,成體小鼠受損的內耳會產生少量的新神經元。對小鼠同時給予成長因子和丙戊酸,神經元的數量獲得顯著增加。研究團體由此應答,失落的聽力可以恢復。這是九州大學研究生院醫系學府的研究生脅園貴裕(研究時)和特別研究員安井徹郎(研究時)與中嶋秀行助教和中島欽一教授等人組成的研究團隊取得的成果,有關論文已經發布在JCI insight上。中島教授表示:「此次只觀察了實施處理後35天的情況,還需要調查長期影響和許旺細胞轉化爲神經元的機制等,還有很多課題有待解決。研究團隊打算繼續操作進行基礎研究,並利用大型動物和非人類靈長動物等驗證冶癒效果,探索臨牀應用的可能性。」

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內耳傷害導致的螺旋神經節神經元(SGNs)丟失是引起感音神經性聾的終極因數之一。儘管內耳的類神經幹細胞-許旺細胞在傷害後具有一定的增殖能力,在分化爲SGNs的程序中大部分許旺細胞都會死亡,因此無法彌補有效能損失的SGNs。在本研究中,我們透過傷害後給予成長因子促進了許旺細胞的增殖,丙戊酸(VPA)給藥促進了增殖細胞朝神經元分化並且改善新生神經元的存活率,從而使有效能損失的SGNs成功再生。(圖片:九州大學)

根據WHO的資料,全球有超過5%的4.3億人患有難聽等聽力有效能損失病徵,預計到2050年這個數位將達到近25億人。聽力有效能損失目前只能透過佩戴助聽器或植入電子耳蝸植體的方式來冶癒,尚無根治方法。另一方面,在臨牀上,如果作爲初級聽覺神經元的螺旋神經細胞等螺旋神經節(SG)細胞還殘留一定數量的話,則可以結合電子耳蝸植體進行冶癒。

據報告,SG受損時會出現神經幹細胞樣細胞,但這些細胞不會分化爲神經元,而是全部分化爲膠質細胞,未能觀測到聽力的改善。

研究團隊透過詳細分析聽力受損小鼠的SG後發現,受損時出現的增殖細胞有很少一部分會分化成神經元(SGN)。因此認爲,如果能透過向受損後出現的這種增殖細胞施用增殖促進因子和分化/存活促進因子來增加新生神經元的話,或許可以改善因受損而一度失落的聽力。

成體小鼠的SG由大多數細胞均處於靜止狀態的SGN和幫助神經元發揮作用的許旺細胞組成,二者在生理學條件下均不具備增殖性。雖然發育中的SG在胎兒期第14天時有很多增殖細胞,但這些細胞在出生後7~14天細胞就會失去增殖性,8周齡成體小鼠的SG中沒有增殖細胞。

據報告,被用作強心劑的哇巴因會誘導SGN發生程式性細胞死亡,研究團隊向成體小鼠的內耳施用哇巴因後發現,SGN減量並出現增殖細胞。仔細觀察,發現了少數增殖後變爲神經元的細胞。但對於受損後的聽力而言,螺旋神經節中存在的SGN數量過少。

因此,研究團隊在哇巴因給藥後第3天、增殖細胞數量最多的時候進一步給予了成長因子(GF),發現在哇巴因給藥後第7天增殖細胞的數量顯著增加。然而,直到第28天觀察時SGN的細胞數量依然很少,說明只給予GF最終仍無法增加SGN的數量。

中島教授大約10年前發現,抗癲癇藥VPA可透過抑制組蛋白去乙醯化酶誘導神經幹細胞的神經元分化,同時強化神經元的存活。因此給予GF後又給予VPA,並在哇巴因造成傷害第28天后觀察了SGN的數量。

結果顯示,透過給予GF和VPA,SGN的細胞數量顯著增加。另外,透過ABR檢查測量小鼠的聽力發現,對普通小鼠實施哇巴因處理後,第7天時聽力完全失落,而利用GF和VPA進行冶癒的小鼠,實施哇巴因處理後第35天,聽力得到了改善。

本次研究具有重要意義的是,成功實施了過去被認爲不可能的內耳神經元新生。雖然目前尚處於基礎研究階段,但將來有望徹底冶癒包括老年性聾在内的聽覺有效能損失病徵。

原文:《科學新聞》
翻譯編輯:JST客觀日本編輯部