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来自印第安那大学的科学家们成功地将小鼠胚胎干细胞转化成了内耳重要结构。这一研究提供了关于感觉器官发育过程的一些新认识，并为建立实验室疾病模型、药物发现以及针对听力丧失和平衡障碍开发潜在疗法创造了条件。研究论文发表在7月10日的《自然》（Nature）杂志上。
由印第安那大学医学院Eri Hashino教授领导的一个研究小组报告称，通过利用三维细胞培养方法，他们成功诱导干细胞发育形成了内耳感觉上皮，其由毛细胞、支持细胞和神经元构成，能够检测声音、头部运动和重力。
以往研究人员曾试图在标准细胞培养系统中“培育”出内耳毛细胞，然而由于细胞培养平皿缺乏听觉细胞感受体（hair bundle，感觉毛细胞的标志物，一种检测听觉或前庭信号的重要结构）发育所需的信号，他们的研究工作进展不大。Hashino说，研究小组确定了需要将细胞聚集物悬浮在一种专门的培养基中进行培养，为其提供一个更接近人体早期发育的环境。
研究小组模拟早期发育过程，按照精确的时间利用几个小分子，促使干细胞从一个阶段分化进入另一个阶段，形成了内耳前体。论文的第一作者、印第安那大学医学院医学神经科学研究生Karl R. Koehler说，三维悬浮为细胞提供了重要的机械信号，例如细胞彼此牵拉所造成的张力。
“三维培养使得细胞能够利用存在于胚胎发育过程中的机械信号，来自组装成复杂组织，”Koehler说。
Hashino 博士说：“我们惊讶地看到，干细胞被引导变成了内耳前体，放置在3-D培养物中这些细胞似乎不仅知道要变为内耳中不同的细胞类型，还知道如何自组装成与天然内耳显著相似的模式。我们的最初目的是在培养物中生成内耳前体，然而当我们进行测试时发现培养皿中有数以千计的毛细胞。”
电生理测试进一步证实，由干细胞生成这些毛细胞具有功能，能够感知重力和移动。此外，细胞培养物中还形成了像那些通常连接内耳细胞和大脑的神经元一样的细胞，它们与毛细胞相连接。
研究人员表示，尽管还需要开展更多的研究来确定听觉感知相关的内耳细胞可能的形成机制，以及如何能够应用这些过程来形成人类内耳细胞。
新研究为更好地了解内耳发育过程，构建出新药开发模型，生成细胞疗法来治疗内耳疾病开启了一扇大门。