日本通過iPS細胞研究解開Pendred症候群發病機理

2020-11-27 生物谷


Pendred症候群又稱甲狀腺腫-耳聾症候群,患者自3歲左右時往往被確診為聽力障礙,同時可能伴有甲狀腺腫、眩暈、語言功能發育遲緩。其原因被認為是由於與形成潘特林蛋白質相關的基因發生了異常,但詳細機理並不清楚。


2006年日本京都大學Shinya Yamanaka在世界著名學術雜誌《細胞》上率先報導了誘導多能幹細胞(induced pluripotent stem cells iPS)的研究。他們把Oct3/4,Sox2、c-Myc和Klf4這四種轉錄因子基因克隆入病毒載體,然後引入小鼠成纖維細胞,發現可誘導其發生轉化,產生的iPS細胞在形態、基因和蛋白表達、表觀遺傳修飾狀態、細胞倍增能力、類胚體和畸形瘤生成能力、分化能力等方面都與胚胎幹細胞相似。"iPS細胞"不僅在細胞形態、生長特性,幹細胞標誌物表達等方面與ES細胞非常相似,而且在DNA甲基化方式、基因表達譜、染色質狀態、形成嵌合體動物等方面也與ES細胞(胚胎幹細胞)幾乎完全相同。其優點為:與經典的胚胎幹細胞技術和體細胞核移植技術不同,iPS技術不使用胚胎細胞或卵細胞,因此沒有倫理學的問題。利有iPS技術可以用病人自己的體細胞製備專有的幹細胞,所以不會有免疫排斥的問題。


在內耳中有許多毛細胞負責探測聲波並將其轉變成神經信號,這樣我們才可以聽到演講、音樂和其他聲音。這些細胞發生損傷是導致聽力失聰的重要原因之一。每個人的每個耳朵裡都有大約15000個毛細胞,一旦發生損傷這些細胞不會重新生長。


日本慶應大學的研究小組從患者血液中提取iPS細胞,再培育成內耳細胞,並將其與由健康人iPS細胞培育的內耳細胞進行比較。結果發現,患者的內耳細胞中,潘特林蛋白質呈現異常凝集,並且細胞容易死亡,這種現象與老年痴呆症細胞中蛋白質異常累積的情況相類似。


為尋找治療方案,採用現有藥物在細胞水平進行試驗,發現作為免疫抑制劑使用的雷帕黴素(rapamycin)能有效控制細胞死亡。研究小組目前正在做臨床研究的準備工作。


此外,通過由iPS細胞製作內耳細胞,對開發各種各樣的聽力衰減藥物也具有積極意義。(生物谷Bioon.com)

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