《来自人多能干细胞的前庭内耳类器官的产生和表征》

  • 来源专题:再生医学与脑科学
  • 编译者: 蒋君
  • 发布时间:2025-06-17
  • 内耳在听觉和前庭感知中起着关键作用。尽管全世界有大量人受到听力损失和平衡障碍的影响,但治疗选择在很大程度上仅限于技术辅助工具。最近针对人类患者遗传性听力损失的基因疗法的出现凸显了开发可扩展平台以研究更广泛的内耳疾病的紧迫性。尽管动物模型在评估听觉和前庭功能障碍方面很强大,但体外人内耳模型在疾病建模和作为研究发育生物学的平台方面显示出前景。几项研究表明,可以通过模拟正常胎儿内耳发育过程中存在的环境线索来引导干细胞分化为耳祖细胞。在这里,我们提出了一种创建内耳类器官 (IEO) 的分步方法,这是我们之前生成皮肤类器官的方法的扩展,它与该方法共享基础方法和试剂。我们使用这些类器官来阐明控制其发育轨迹的微妙信号线索。产生感觉毛细胞大约需要 40 天,培养物可以维持长达 150 天以允许进一步发育。此外,我们概述了评估晚期类器官的方法,包括清除的 IEO 的整装成像、活体和固定 IEO 的振动切片机切片以及其他终点分析,以研究内耳生物学。IEO 是研究人类内耳发育、研究内耳疾病机制和制定治疗策略的理想选择。该方案需要熟练掌握基本的干细胞培养技术。
  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41596-025-01191-3
相关报告
  • 《Nature | 人多能干细胞的下胚层调控外胚层发育》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-12-08
    • 2023年12月5日,京都大学等机构的研究人员在Nature发表题为Hypoblast from human pluripotent stem cells regulates epiblast development的文章。 最近,一些利用人类胚胎培养和单细胞RNA-seq (scRNA-seq)分析的研究揭示了人类和小鼠之间的差异,因此有必要对人类胚胎进行研究。尽管人类胚胎学的重要性,伦理和法律的限制限制了植入后阶段的研究。因此,最近的努力集中在利用人类干细胞开发体外自组织模型。 该研究报道了从原始人类多能干细胞(hPSCs)中产生真正的下胚细胞(nHyC)的遗传和非遗传方法,nHyC可以产生胚胎发育所必需的两种胚胎外组织之一。nHyCs自发地与原始的hPSCs组装,形成具有前羊膜样腔的三维双层结构(bilaminoids)。在第二胚外组织(滋养外胚层)中存在额外的原始hpsc衍生的类似物时,胆酰胺形成的效率从20%增加到40%,并且胆酰胺内的外胚层继续发育,以响应滋养外胚层分泌的il - 6。 此外,研究人员发现胆胺类物质强有力地概括了前-后轴的模式和反映前原肠胚阶段的细胞形成,其出现可以通过基因操纵DKK1/OTX2次母细胞样结构域来塑造。因此,该研究成功地模拟并揭示了两种胚胎外组织有效地指导外胚层的阶段特异性生长和进展的机制,因为它建立了人类胚胎发生的着床后里程碑。
  • 《 利用人多能性干细胞产生脊髓神经干细胞》

    • 来源专题:广东省干细胞与组织工程技术路线图信息服务平台
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-09-21
    • 2018年8月7日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报道,他们利用人多能性干细胞(hPSC)成功地产生脊髓神经干细胞(NSC)。这些脊髓神经干细胞分化为不同的能够在整个脊髓中扩散的细胞群体,而且能够在很长的一段时间内加以维持。相关研究结果于2018年8月6日在线发表在Nature Methods期刊上,论文标题为“Generation and post-injury integration of human spinal cord neural stem cells”。论文通信作者为加州大学圣地亚哥分校转化神经科学研究所主任Mark Tuszynski博士。论文第一作者为加州大学圣地亚哥分校博士后学者Hiromi Kumamaru博士。 图片来自Mark Ellisman and Thomas Deerinck, National Center for Microscopy and Imaging Research, UC San Diego。 这一研究成果不仅会推动基础研究,比如体外疾病模型的生物医学应用,而且可能为开发针对脊髓损伤和疾病的替换策略提供一种改进的临床上可转化的细胞来源。 近年来,人们已开展了大量的研究来探究使用源自hPSC的干细胞来产生修复受损或发生病变的脊髓所需的新脊髓细胞的潜力。科学家们在这方面取得稳定的进展,但是这种进展是缓慢的和有限的。 在这项新的研究中,在将体外培养的源自hPSC的脊髓神经干细胞移植到受损的大鼠脊髓中之后,这些研究人员注意到这些移植物富含兴奋性神经元,让大量的轴突长距离延伸,让它们形成的靶结构接受神经支配,并且能够实现强健的皮质脊髓再生。 Kumamaru说,“我们建立了一种规模可放大的人脊髓神经干细胞(包括所有脊髓神经元祖细胞类型)来源。在移植物中,这些细胞能够在从背侧到腹侧的整个脊髓中发现。在成年大鼠遭受脊髓损伤后,它们促进包括皮质脊髓轴突在内的再生。皮质脊髓轴突对人类自主运动功能是非常重要的,而在大鼠中,它们促进功能恢复。” Tuszynski说,尽管还需要开展更多的研究,但是这些新产生的细胞将会在三到五年的时间内成为开展人体临床试验的细胞来源。仍然有待确定的是在啮齿类动物和非人灵长类动物研究中,这些细胞在长时间内是否是安全的,而且它们的效果能否再现。 他指出,这项研究还提供除脊髓损伤治疗之外的潜在益处,这是因为脊髓神经干细胞还可针对与脊髓功能障碍相关的疾病(比如肌萎缩侧索硬化、进行性肌萎缩、遗传性痉挛性截瘫和脊髓小脑性共济失调)构建模型和开展药物筛查。(生物谷 Bioon.com) 参考资料: Hiromi Kumamaru, Ken Kadoya, Andrew F. Adler et al. Generation and post-injury integration of human spinal cord neural stem cells. Nature Methods, Published Online: 06 August 2018, doi:10.1038/s41592-018-0074-3. .