กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 17 นาที

การฟื้นฟูหูชั้นใน

การสร้างเซลล์ใหม่ ในหูชั้นใน เป็น กระบวนการทางชีวภาพ ที่ เซลล์ขน และเซลล์ค้ำจุน (เช่น เซลล์เฮนเซน และ เซลล์ดีเตอร์ ) ของหูชั้นในเพิ่มจำนวน ( การเพิ่มจำนวนเซลล์ )...

การฟื้นฟูหูชั้นใน

การสร้างเซลล์ใหม่ในหูชั้นในเป็นกระบวนการทางชีวภาพที่เซลล์ขนและเซลล์ค้ำจุน (เช่นเซลล์เฮนเซนและเซลล์ดีเตอร์ ) ของหูชั้นในเพิ่มจำนวน (การเพิ่มจำนวนเซลล์ ) และงอกใหม่หลังจากเซลล์ขนได้รับบาดเจ็บ กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับการสื่อสารระหว่างเซลล์ค้ำจุนและสมอง เนื่องจากเซลล์ขนในหูชั้นในมีความเปราะบาง การสร้างเซลล์ใหม่จึงมีความสำคัญต่อการทำงานของหูชั้นใน นอกจากนี้ยังเป็นกระบวนการที่มีข้อจำกัด ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้การสูญเสียการได้ยินในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น ๆ ไม่สามารถแก้ไขได้

กายวิภาคศาสตร์

เซลล์ขน

เซลล์ขนและเซลล์ค้ำจุนต่างก็ตั้งอยู่ในโคเคลียภายในหูชั้นใน[ 1 ] [ 2 ]ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเซลล์ขนตั้งอยู่ในออร์แกนออฟคอร์ติและแปลงพลังงานจากคลื่นเสียงและการเคลื่อนไหวทางกายภาพให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า[ 2 ]กระบวนการนี้สำเร็จได้โดยการรวมเซลล์ประสาทกับเซลล์ขนที่ส่งสัญญาณไปยังเส้นประสาทการได้ยิน [ 2 ] มีเซลล์ขนชั้นนอกสามแถวและเซลล์ขนชั้นในหนึ่งแถวบนออร์แกนออฟคอร์ติ[ 2 ] 95% ของเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณไปยังเส้นประสาทการได้ยินเชื่อมต่อกับเซลล์ขนชั้นใน ทำให้เซลล์ขนชั้นในมีหน้าที่หลักในการรับข้อมูลทางประสาทสัมผัสทางการได้ยิน[ 3 ]ในขณะที่เซลล์ขนชั้นในเป็นตัวรับความรู้สึกเซลล์ขนชั้นนอกเป็นตัวรับส่งสัญญาณและมีความสำคัญในการปรับแต่งข้อมูลทางประสาทสัมผัสโดยการหดตัวและคลายตัวเพื่อเปลี่ยนแปลงเยื่อหุ้มเทคโทเรียลบนพื้นผิวของเซลล์ขน[ 3 ]

โคเคลียที่คลายตัวพร้อมเยื่อฐาน

เซลล์สนับสนุน

เซลล์ค้ำจุนมีความสำคัญต่อการรักษาสภาพของเซลล์รับความรู้สึกในหูชั้นใน เซลล์เหล่านี้อาศัยอยู่ทั้งบนพื้นผิวและทั่วทั้งเยื่อบุผิวของหูชั้นใน โดยสื่อสารกันผ่านช่องว่าง เชื่อม ต่อ[ 4 ] [ 2 ]เซลล์ค้ำจุนมีความสำคัญต่อการรักษาสภาพโครงสร้างทางกายภาพของหูชั้นใน รวมถึงการรักษาสภาพแวดล้อมของเยื่อบุผิวรับความรู้สึกของหูชั้นใน[ 2 ]การรักษา ระดับความเข้มข้น ของไอออนและค่า pH ที่เหมาะสม ในเยื่อบุผิวของหูชั้นในมีความสำคัญต่อเซลล์ขนในการเริ่มต้นศักยภาพการกระทำเพื่อส่งสัญญาณไปยังสมอง[ 1 ] [ 2 ]เซลล์ค้ำจุนยังมีหน้าที่ในการกำจัดเซลล์ขนที่เสียหายออกจากหูชั้นในด้วย[ 2 ]

เซลล์ขนชั้นนอกและเซลล์ของดีเตอร์

เซลล์ขนและเซลล์ค้ำจุนส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดมาจากเอกโตเดิร์ ม [ 2 ]เซลล์ค้ำจุนหลักๆ ได้แก่ เซลล์เฮนเซน เซลล์ดีเตอร์ส เซลล์คลอเดียส เซลล์ฟาลันเจียลชั้นใน และเซลล์เสาชั้นในและชั้นนอก[ 1 ]เซลล์เฮนเซน เซลล์ดีเตอร์ส และเซลล์ขนชั้นนอกประกอบกันเป็นอุโมงค์ชั้นนอกและมีหน้าที่หลักในการทำให้เซลล์ขนทำงานได้[ 1 ]เซลล์เฮนเซนมีรูปร่างเป็นทรงกระบอก มีฟาโกโซม จำนวนมาก ในไซโตพลาสซึมและมี หยด ไขมันที่สัมพันธ์กับขอบเขตของการรับเส้นประสาท[ 1 ] [ 5 ]เซลล์ดีเตอร์สยึดติดกับเซลล์ขนชั้นนอก พวกมันมีฟาลันเจียลที่ยื่นออกไปเพื่อสร้างจุดเชื่อมต่อที่แน่นกับเซลล์ขนชั้นนอกที่อยู่ใกล้เคียง[ 6 ] [ 1 ]เนื่องจากเซลล์ดีเตอร์สมีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์ขนชั้นนอก พวกมันจึงมีบทบาทสำคัญในการประสานการเลื่อนและแรงทางกลระหว่างเซลล์ขนชั้นนอก[ 1 ]

การสูญเสียเซลล์ผม

เซลล์ขนมีความไวสูงและเสียหายได้ง่าย ส่งผลให้เซลล์ตาย [ 2 ] เซลล์ค้ำจุนอาจเสียหายได้ แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีความยืดหยุ่นมากกว่าเซลล์ขน[ 2 ]เซลล์ขนตายเนื่องจากอายุมาก การกระตุ้นด้วยเสียงมากเกินไป และการบาดเจ็บอื่นๆ[ 2 ] การสัมผัสกับ ออกโซท็อกซินเช่นยาปฏิชีวนะกลุ่มอะมิโนไกลโคไซด์และซิสพลาตินก็เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้เซลล์ขนตาย เช่นกัน [ 7 ]เนื่องจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีการสร้างเซลล์ขนใหม่ได้จำกัดมาก การสูญเสียการได้ยินจึงแทบจะแก้ไขไม่ได้ และดังนั้นจึงเป็นเป้าหมายในการรักษาเพื่อการสร้างใหม่[ 8 ] [ 2 ]นอกจากนี้ยังมีโรคทางพันธุกรรมที่อาจทำให้เซลล์ขนตายได้ เช่นโรคกระดูกเปราะ[ 9 ]

ภาพการ์ตูนแสดงเซลล์ผมที่แข็งแรงและเซลล์ผมที่เสียหาย

วิธีการรักษาในปัจจุบันสำหรับการสูญเสียเซลล์ผมในมนุษย์

เนื่องจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีศักยภาพในการสร้างเซลล์ขนใหม่ได้จำกัดมาก มนุษย์จึงได้พัฒนาวิธีการอื่นในการจัดการกับการสูญเสียการได้ยินเครื่องช่วยฟังเป็นอุปกรณ์ที่ใส่ไว้ในหูและขยายเสียง ซึ่งช่วยชดเชยการสูญเสียเซลล์ขนบางส่วนที่เกิดจากอายุ[ 10 ]การปลูกถ่ายประสาทหูเทียมเป็นการรักษาที่รุนแรงกว่า โดยข้ามเซลล์ขนไปโดยสิ้นเชิงด้วยการส่งสัญญาณไฟฟ้าจากสิ่งแวดล้อมตรงไปยังเส้นใยประสาทการ ได้ยิน [ 11 ]นี่เป็นทางเลือกที่ดีสำหรับผู้ป่วยที่มีกิจกรรมของเซลล์ขนน้อยมากหรือไม่มีเลย[ 11 ]การปลูกถ่ายประสาทหูเทียมประกอบด้วยชุดอิเล็กโทรด ที่ฝังไว้โดยการผ่าตัด และอุปกรณ์ภายนอกที่ประมวลผลเสียง[ 11 ]

การสร้างเซลล์ผมใหม่

สัตว์มีกระดูกสันหลังที่ไม่ใช่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ได้รับการศึกษาทั้งหมดสามารถสร้างเซลล์ขนในหูชั้นใน ( ตัวรับ แรงกล ) ขึ้นใหม่ได้ [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]ซึ่งหมายความว่าสัตว์มีกระดูกสันหลังชั้นต่ำสามารถฟื้นตัวจากการสูญเสียเซลล์ขนได้ การสูญเสียเซลล์ขนกระตุ้นให้เซลล์ค้ำจุนกลับเข้าสู่รอบการแบ่งเซลล์การแบ่งตัวแบบไมโทซิสของเซลล์ค้ำจุนที่อยู่เฉยๆ ในเยื่อบุผิวรับความรู้สึกของหูชั้นในทำให้เกิดทั้งเซลล์ขนและเซลล์ค้ำจุนใหม่[ 12 ]ในบางกรณี เซลล์ค้ำจุนที่เพิ่มจำนวนจะเปลี่ยนสภาพโดยตรงเป็นเซลล์ขนใหม่ ส่งผลให้การได้ยินกลับคืนมา[ 15 ]การเปลี่ยนสภาพโดยตรงคือเมื่อเซลล์ค้ำจุนที่อยู่ใกล้เคียงเปลี่ยนเป็นเซลล์ขนโดยไม่ต้องแบ่งเซลล์ เยื่อบุผิวรับความรู้สึกของหูชั้นในมีการอนุรักษ์ไว้อย่างสูง ( พันธุศาสตร์การอนุรักษ์ ) ในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด[ 16 ]การศึกษาเกี่ยวกับสัตว์มีกระดูกสันหลังที่ไม่ใช่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเหล่านี้สามารถนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับกลไกการสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่

การศึกษาเกี่ยวกับกลไกการสร้างเซลล์ขนใหม่ในปลาซีบร้าตัวเต็มวัยอาจสามารถนำไปใช้ในการกระตุ้นการสร้างเซลล์ขนใหม่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมได้ โครงสร้างพื้นฐานและหน้าที่ของหูชั้นในของปลานั้นคล้ายคลึงกับสัตว์มีกระดูกสันหลังชนิดอื่นๆ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมี พันธุกรรม ที่คล้ายคลึงกับปลาซีบร้าซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่ามีผลต่อโครงสร้างและหน้าที่ของหูชั้นใน[ 17 ]ในปลาซีบร้า มีการแสดงให้เห็นถึงการสร้างเซลล์ขนใหม่ทั้งแบบเกิดขึ้นเองและแบบที่เกิดจากความเสียหายในหูชั้นใน[ 18 ] [ 19 ]เส้นทางStat3 / SOCS3ได้รับการระบุว่าเป็นกุญแจสำคัญในการส่งเสริมการสร้างเซลล์ขนใหม่ผ่านการกระตุ้นเซลล์ต้นกำเนิดการแบ่งเซลล์และการสร้างความแตกต่าง[ 20 ]

นกต่างจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมตรงที่มีความสามารถในการสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่จากเซลล์ค้ำจุนโดยรอบอย่างมีนัยสำคัญ[ 8 ]มีกลไกสองอย่างที่ระบุได้เกี่ยวกับการสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่ กลไกแรกคือเซลล์ค้ำจุนกลับเข้าสู่รอบการแบ่งตัวเพื่อสร้างและแยกเซลล์ขนใหม่[ 8 ]กระบวนการที่สองคือการเปลี่ยนสภาพโดยตรงของเซลล์ค้ำจุนไปเป็นเซลล์ขน ซึ่งเกิดขึ้นผ่านการเปลี่ยนแปลงใน โปรไฟล์ การแสดงออกของยีนของเซลล์ค้ำจุน[ 8 ]กลไกทั้งสองนี้แตกต่างกันและน่าจะถูกควบคุมในวิธีที่แตกต่างกันเพื่อให้เกิดรูปแบบเชิงพื้นที่และเวลา ( รูปแบบเชิงพื้นที่และ เวลา ) [ 8 ]เซลล์ขนของนกยังคงอยู่ในสภาวะสงบแม้กระทั่งก่อนเกิด ซึ่งหมายความว่าพวกมันอยู่ในระยะพักตัวของการแบ่งตัวและไม่จำลองตัวเอง[ 21 ]เซลล์ขนจะถูกสร้างขึ้นใหม่หลังจากได้รับความเสียหายเท่านั้น[ 21 ] เซลล์ขนในลูกไก่จะถูกสร้างขึ้นใหม่ภายในสามวันหลังจากได้รับความเสียหาย และเซลล์ขนจะฟื้นตัวอย่างสมบูรณ์ภายใน 30 วัน[ 22 ]เซลล์สนับสนุนเริ่มจำลองตัวเองและสร้างเซลล์ขนภายใน 18–24 ชั่วโมงหลังเกิดความเสียหาย และกระบวนการนี้จะถึงจุดสูงสุดใน 2–3 วัน[ 23 ]แม้ว่าจะยังไม่ชัดเจนว่าเซลล์สนับสนุนใดสร้างเซลล์ขนใหม่ในนก และมีเซลล์ต้นกำเนิดอยู่หรือไม่ แต่ก็เป็นแบบจำลองที่น่าสนใจเนื่องจากอาจนำไปประยุกต์ใช้กับมนุษย์ได้[ 23 ]

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

หนู

ในหนูโตเต็มวัย ไม่พบการสร้างเซลล์ขนใหม่ อย่างไรก็ตาม หูชั้นในของหนู แรกเกิดสามารถทดแทนเซลล์ขนที่เสียหายหรือสูญเสียไปได้ในระดับจำกัด[ 24 ]การฟื้นฟูเซลล์ขนสามารถเกิดขึ้นได้โดยการเปลี่ยนสภาพ โดยตรง และการสร้างใหม่โดยการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส การแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสเกิดขึ้นเมื่อเซลล์ค้ำจุนแบ่งตัวก่อน และต่อมาเซลล์ลูกหนึ่งหรือทั้งสองเซลล์ ( ไซโทไคนีซิส ) กลายเป็นเซลล์ขน[ 25 ] [ 14 ]สำหรับหนูแรกเกิด ทั้งการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิสและการเปลี่ยนสภาพโดยตรงเกิดขึ้น เซลล์ค้ำจุนที่เพิ่มจำนวนสามารถได้รับชะตากรรมของเซลล์ขนในการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เซลล์ค้ำจุนของหนูแรกเกิดจะเพิ่มจำนวนหลังจากเซลล์ขนตายและสร้างเซลล์ขนใหม่หลังจากได้รับความเสียหาย[ 26 ]

หูชั้นในของทารกแรกเกิดมีความต้านทานต่อความเสียหายของเซลล์ขนที่เกิดจากการสัมผัสกับเสียงดังหรือยา ซึ่งเป็นพิษต่อหูชั้นในหรือเส้นประสาทการได้ยินในร่างกาย [ 26 ] ความสามารถในการสร้างใหม่นี้ขยายไปจนถึงสัปดาห์แรกหลังคลอดในการเพาะเลี้ยงเซลล์ เซลล์สนับสนุนของหนูแรกเกิดยังคงมีความสามารถในการเพิ่มจำนวนและเปลี่ยนสภาพ[ 15 ]

ภาพโปรตีนเรืองแสงสีเขียวของหูชั้นในของหนู

มนุษย์

ในทารกแรกเกิด หูชั้นในจะเจริญเต็มที่แล้ว ดังนั้น การสูญเสียเซลล์ขนจึงส่งผลให้สูญเสียการได้ยินในทุกช่วงหลังคลอด หูชั้นในของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัยไม่มีความสามารถในการแบ่งตัวหรือสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่ได้เอง[ 27 ]กล่าวคือ ทั้งการเปลี่ยนสภาพโดยตรงและการแบ่งตัวแบบไมโทซิสไม่มีความสามารถโดยกำเนิดในการฟื้นฟูเซลล์ขน เมื่อเซลล์ขนเสียหาย การสูญเสียการได้ยินมักจะเป็นถาวร

การกระตุ้นการสร้างเซลล์ขนใหม่ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

เพื่อฟื้นฟูจากการสูญเสียการได้ยินเนื่องจากการสูญเสียเซลล์ขนในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมการปรับเปลี่ยนโปรแกรมของเซลล์สนับสนุนในวัยผู้ใหญ่จึงน่าจะจำเป็นสำหรับการกระตุ้นการสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่และการแพร่กระจายอีกครั้ง ซึ่งได้ทำในเซลล์สนับสนุนของหนูโตเต็มวัยแล้ว[ 15 ]การปรับเปลี่ยนโปรแกรมของเซลล์คือกระบวนการเปลี่ยนเซลล์ที่โตเต็มที่และมีความเชี่ยวชาญให้กลับไปเป็นเซลล์ ต้นกำเนิด หรือเซลล์ที่มีศักยภาพหลายอย่าง ที่ถูกเหนี่ยวนำ [ 28 ]

เซลล์สนับสนุนที่ได้รับการเตรียมพร้อมโดยการสัมผัสกับตัวกระตุ้นวงจรเซลล์Mycและยีนต้นกำเนิดหูชั้นใน Notch 1กระตุ้นการเพิ่มจำนวนของเซลล์เยื่อบุผิวรับความรู้สึกในหูชั้นในของหนูโตเต็มวัย กิจกรรมของเซลล์เหล่านี้ช่วยให้เซลล์สนับสนุนในวัยผู้ใหญ่สามารถตอบสนองต่อปัจจัยการถอดรหัสATOH1และเปลี่ยนสภาพเป็นเซลล์คล้ายเซลล์ขนได้อย่างมีประสิทธิภาพ[ 15 ]เส้นทางmTORมีส่วนร่วมในการเพิ่มจำนวนและการสร้างใหม่ที่เกิดจาก MYC/NOTCH เซลล์คล้ายเซลล์ขนที่สร้างใหม่เหล่านี้น่าจะสร้างการเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทปมเกลียว ในวัยผู้ใหญ่ [ 15 ]การกระตุ้นร่วมกันของ Myc และ Notch 1 เพียงพอที่จะตั้งโปรแกรมเซลล์สนับสนุนที่โตเต็มที่ให้เพิ่มจำนวนและสร้างเซลล์คล้ายเซลล์ขนในอวัยวะรับเสียงของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในวัยผู้ใหญ่[ 15 ]

ในการเพาะเลี้ยงเซลล์ เซลล์ค้ำจุนหูชั้นในของหนูแรกเกิดยังคงมีความสามารถในการเพิ่มจำนวนและเปลี่ยนสภาพ เซลล์ค้ำจุนมีบทบาทสำคัญในการรักษาสมดุลการได้ยิน การขาดแคลนเซลล์ค้ำจุนอาจส่งผลให้เกิดอาการหูหนวกได้[ 29 ]หากเซลล์ค้ำจุนเปลี่ยนสภาพโดยตรงเพื่อฟื้นฟูการสูญเสียเซลล์ขน จะต้องมีการเติมเต็มเซลล์ค้ำจุนบางส่วนด้วย ซึ่งก็เป็นอันตรายเช่นกัน ระบบในอุดมคติสำหรับการสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่โดยการเปลี่ยนสภาพของเซลล์ค้ำจุนโดยตรงจะต้องมีการทดแทนเซลล์ค้ำจุนที่สูญเสียไปโดยการเพิ่มจำนวนใหม่ เซลล์ค้ำจุนและเซลล์ขนในผู้ใหญ่จะไม่เปลี่ยนเอกลักษณ์ของเซลล์เมื่อแบ่งตัว ซึ่งบ่งชี้ว่ามีการรีโปรแกรมที่จำกัด เพื่อให้การเพิ่มจำนวนและการเปลี่ยนสภาพเกิดขึ้นใหม่ เซลล์ค้ำจุนในผู้ใหญ่จะต้องได้รับการรีโปรแกรม[ 15 ]

ในหนูวัยรุ่น การเปลี่ยนแปลงจากเซลล์ค้ำจุนในหูชั้นในไปเป็นเซลล์ขนสามารถเกิดขึ้นได้จากการแสดงออกมากเกินไปของปัจจัยการถอดรหัส Atoh1 ที่กำหนดชะตากรรมของเซลล์ขน[ 30 ]ในหูชั้นในของหนูโตเต็มวัย การแสดงออกมากเกินไปของ Atoh1 ในเซลล์ค้ำจุนเพียงอย่างเดียวไม่มีประสิทธิภาพในการส่งเสริมการสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่[ 31 ]เซลล์ค้ำจุนเป็นลูกหลานที่แตกต่างอย่างสมบูรณ์ของเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่าง ประชากรเซลล์ต้นกำเนิดของเซลล์ค้ำจุนเหล่านี้สามารถถูกชักนำให้เจริญเติบโตเป็นเซลล์ขนได้ เซลล์ค้ำจุนที่โตเต็มวัยน่าจะต้องฟื้นคืนคุณสมบัติของเซลล์ชีวภาพที่อายุน้อยกว่าเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณการชักนำเซลล์ขน[ 15 ]

Shu และคณะได้ใช้ การส่งมอบ ผ่านไวรัสอะดีโนแอสโซซิเอตและแบบจำลองหนูทรานส์เจนิกที่เหนี่ยวนำได้เพื่อแสดงให้เห็นถึงการแพร่กระจายของทั้งเซลล์ขนและเซลล์ค้ำจุนโดยการกระตุ้น Notch 1 และ Myc ร่วมกันในแบบจำลองหูชั้นในของหนูโตเต็มวัย ทั้ง ในหลอดทดลองและในร่างกาย[ 15 ]ทั้งเซลล์ขนและเซลล์ค้ำจุนยังคงรักษาเอกลักษณ์ของตนเองไว้ เซลล์ค้ำจุนของหนูโตเต็มวัยที่ได้รับการตั้งโปรแกรมใหม่จะแสดงการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์คล้ายเซลล์ขนเมื่อสัมผัสกับสัญญาณเหนี่ยวนำเซลล์ขน (Atoh1) [ 15 ]เส้นทาง mTOR อยู่ปลายน้ำของการกระตุ้น Myc/Notch 1 และจำเป็นต่อการแพร่กระจายและการเปลี่ยนแปลงจากเซลล์ค้ำจุนไปเป็นเซลล์ขนในหูชั้นในของหนูโตเต็มวัย เซลล์ขนที่สร้างใหม่เหล่านี้มี ช่องสัญญาณ การส่งสัญญาณ ที่ใช้งานได้ ซึ่งจำเป็นต่อการประมวลผลทางประสาทสัมผัสเซลล์ที่สร้างใหม่ดูเหมือนจะสามารถสร้างการเชื่อมต่อกับระบบการได้ยินของหนูโตเต็มวัยได้[ 15 ]ในหนู Shu และคนอื่นๆ พบ การงอกของ เส้นประสาท อย่างกว้างขวาง ไปยังบริเวณเยื่อบุผิวรับความรู้สึก โดยเส้นประสาทจะพันรอบเซลล์คล้ายเซลล์ขนใหม่ อย่างไรก็ตาม ในหูชั้นในที่เป็นกลุ่มควบคุมที่ไม่มีการสร้างเซลล์ขนขึ้นใหม่ เส้นประสาทเกือบทั้งหมดจะหดตัวลง โดยมีเพียงไม่กี่เส้นที่สัมผัสกับเซลล์ขนที่มีอยู่[ 15 ]

อุปสรรคและทิศทางในอนาคต

การศึกษาการสร้างใหม่ของหูชั้นในเหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อวันที่ 4 ธันวาคม 2019 และเกี่ยวข้องเฉพาะเซลล์ที่ไม่ใช่มนุษย์เท่านั้น การบำบัดนี้เป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยและอาจต้องใช้เวลาหลายสิบปีก่อนที่จะนำไปใช้ในทางคลินิก แม้ว่า ความสำเร็จ ในระดับก่อนคลินิกและทางคลินิกของการบำบัดด้วยยีนโดยใช้ไวรัสอะดีโนแอสโซซิเอตในมนุษย์ จะทำให้ เวกเตอร์ไวรัส บำบัดนี้ได้รับความนิยม แต่การศึกษาอย่างต่อเนื่องและความเข้าใจที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความท้าทายในการรักษาที่เกี่ยวข้องจะเป็นรากฐานสำหรับความสำเร็จทางคลินิกในอนาคต[ 32 ] เยื่อบุผิวรับความรู้สึกของหูชั้นในมีความคล้ายคลึงกันมากในสัตว์มีกระดูกสันหลัง ซึ่งทำให้เกิดความหวังว่าแบบจำลองสัตว์ โดยเฉพาะแบบจำลองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น หนู จะสามารถนำไปใช้ในทางคลินิกกับมนุษย์ได้เป็นอย่างดี[ 33 ]การพัฒนาการบำบัดในมนุษย์ต้องอาศัยการวิจัยในเซลล์สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมของมนุษย์ อาจเป็นออร์แกนอยด์ เยื่อบุผิวหูชั้น ใน การศึกษาในบริบทในร่างกายก็มีความจำเป็นในการทดลองทางคลินิกเช่นกัน[ 34 ]การทดลองเหล่านี้มักใช้เวลาหลายปี มักไม่ประสบความสำเร็จ และส่งผลให้ข้อมูลไม่ได้รับการตีพิมพ์[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]การเปลี่ยนเซลล์ให้เป็นเซลล์ชนิดอื่นโดยใช้เซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่าง รวมถึงวิธีการส่งอะดีโนไวรัส มีความเสี่ยงที่จะทำให้จีโนมเสียหาย ซึ่งอาจกระตุ้นให้เกิดเนื้องอก/มะเร็งได้[ 38 ] [ 39 ]การสร้างเซลล์ผมขึ้นใหม่ในมนุษย์ยังต้องใช้เวลาอีกนาน

  1. 1 2 3 4 5 6 7 Li–dong Z, Jun L, Yin–yan H, Jian–he S, Shi–ming Y. เซลล์สนับสนุน – พื้นที่ใหม่ในการศึกษาทางสรีรวิทยาของหูชั้นใน J Otol. 2551 มิถุนายน 1;3(1):9–17.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Wan, G., Corfas, G., & Stone, JS (2013). เซลล์ค้ำจุนในหูชั้นใน: การคิดใหม่เกี่ยวกับ เสียงส่วนใหญ่ที่เงียบงัน Seminars in Cell & Developmental Biology, 24(5), 448–459. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2013.03.009
  3. 1 2 Purves, D., Augustine, GJ, Fitzpatrick, D., Katz, LC, LaMantia, A.-S., McNamara, JO, & Williams, SM (2001). เซลล์ขนสองชนิดในหูชั้นใน. ประสาทวิทยาศาสตร์. ฉบับที่ 2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11122/
  4. Boettger, T., Hübner, CA, Maier, H., Rust, MB, Beck, FX, & Jentsch, TJ (2002). การสูญเสียการได้ยินและภาวะกรดในท่อไตในหนูที่ขาดตัวขนส่งร่วม K-Cl Kcc4 Nature, 416(6883), 874–878. https://doi.org/10.1038/416874a
  5. Merchan, MA, Merchan, JA, & Ludeña, MD (1980). สัณฐานวิทยาของเซลล์เฮนเซ่น วารสารกายวิภาคศาสตร์, 131(ตอนที่ 3), 519–523.
  6. Dulon, D., Blanchet, C., & Laffon, E. (1994). การปล่อย Ca2+ ภายในเซลล์ด้วยแสงกระตุ้นการตอบสนองเชิงกลแบบย้อนกลับได้ในเซลล์ค้ำจุนของอวัยวะคอร์ติของหนูตะเภา Biochemical and Biophysical Research Communications, 201(3), 1263–1269. https://doi.org/10.1006/bbrc.1994.1841
  7. Cheng, AG, Cunningham, LL, & Rubel, EW (2005). กลไกการตายและการป้องกันของเซลล์ขน Current Opinion in Otolaryngology & Head and Neck Surgery, 13(6), 343–348. https://doi.org/10.1097/01.moo.0000186799.45377.63
  8. 1 2 3 4 5 Stone, JS, & Cotanche, DA (2007). การสร้างเซลล์ขนใหม่ในเยื่อบุผิวการได้ยินของนก วารสารนานาชาติชีววิทยาพัฒนาการ 51(6–7), 633–647. https://doi.org/10.1387/ijdb.072408js
  9. Pillion, JP, Vernick, D., & Shapiro, J. (2011). การสูญเสียการได้ยินในโรคกระดูกเปราะ: ลักษณะเฉพาะและการพิจารณาการรักษา Genetics Research International, 2011. https://doi.org/10.4061/2011/983942
  10. Edwards, B. (2007). อนาคตของเทคโนโลยีเครื่องช่วยฟัง แนวโน้มในการขยายเสียง 11(1), 31–45. https://doi.org/10.1177/1084713806298004
  11. 1 2 3 Lenarz, T. (2018). การปลูกถ่ายประสาทหูเทียม – สถานะปัจจุบัน. GMS Current Topics in Otorhinolaryngology, Head and Neck Surgery, 16. https://doi.org/10.3205/cto000143
  12. 1 2 Corwin, JT, & Cotanche, DA (1988). การสร้างเซลล์ขนรับความรู้สึกขึ้นใหม่หลังจากได้รับบาดเจ็บจากเสียง Science, 240(4860), 1772–1774. https://doi.org/10.1126/science.3381100
  13. Lombarte, A., Yan, HY, Popper, AN, Chang, JS, & Platt, C. (1993). ความเสียหายและการสร้างใหม่ของกลุ่มขนเซลล์ในหูปลาหลังการรักษาด้วยเจนตาไมซิน Hearing Research, 64(2), 166–174. https://doi.org/10.1016/0378-5955(93)90002-i
  14. 1 2 Baird, RA, Steyger, PS, & Schuff, NR (1996). การสร้างเซลล์ขนใหม่แบบไมโทซิสและไม่ไมโทซิสในอวัยวะรับความสมดุลของกบวัว Annals of the New York Academy of Sciences, 781, 59–70. https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.1996.tb15693.x
  15. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Shu, Y., Li, W. , Huang, M., Quan, Y.-Z., Scheffer, D., Tian, ​​C., Tao, Y., Liu, X., Hochedlinger, K., Indzhykulian, AA, Wang, Z., Li, H., & Chen, Z.-Y. (2019). การเพิ่มจำนวนเซลล์ใหม่ในหูชั้นในของหนูโตเต็มวัยและการสร้างเซลล์ขนใหม่ Nature Communications, 10(1), 5530. https://doi.org/10.1038/s41467-019-13157-7
  16. Fritzsch, B., Beisel, KW, Pauley, S., & Soukup, G. (2007). วิวัฒนาการระดับโมเลกุลของเซลล์รับความรู้สึกเชิงกลและหูของสัตว์มีกระดูกสันหลัง วารสารนานาชาติชีววิทยาพัฒนาการ 51(6–7), 663–678. https://doi.org/10.1387/ijdb.072367bf
  17. Fay, Richard R, & Popper, Arthur N. (1999). การได้ยินเชิงเปรียบเทียบ. นิวยอร์ก: Springer New York.
  18. Bang, PI, Sewell, WF, & Malicki, JJ (2001). สัณฐานวิทยาและความแตกต่างของชนิดเซลล์ของเยื่อบุผิวหูชั้นในในปลาซีบราฟิชโตเต็มวัยและวัยอ่อน (Danio rerio) Journal of Comparative Neurology, 438(2), 173–190. https://doi.org/10.1002/cne.1308
  19. Schuck, JB, & Smith, ME (2009). การแพร่กระจายของเซลล์เกิดขึ้นตามหลังการสูญเสียกลุ่มเซลล์ขนที่เกิดจากเสียงในถุงน้ำในหูของปลาซีบราฟิช Hearing Research, 253(1–2), 67–76. https://doi.org/10.1016/j.heares.2009.03.008
  20. Liang, J., Wang, D., Renaud, G., Wolfsberg, TG, Wilson, AF, & Burgess, SM (2012). เส้นทาง stat3/socs3a เป็นตัวควบคุมหลักของการสร้างเซลล์ขนใหม่ในปลาซีบร้า เส้นทาง stat3/socs3a: ตัวควบคุมการสร้างเซลล์ขนใหม่ วารสารประสาทวิทยาศาสตร์, 32(31), 10662–10673. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.5785-10.2012
  21. 1 2 Oesterle, EC, & Rubel, EW (1993). การสร้างเซลล์ค้ำจุนในหูชั้นในของลูกไก่หลังคลอด Hearing Research, 66(2), 213–224. https://doi.org/10.1016/0378-5955(93)90141-m
  22. Girod, DA, Duckert, LG, & Rubel, EW (1989). สารตั้งต้นที่เป็นไปได้ของเซลล์ขนที่งอกใหม่ในหูชั้นในของนกหลังจากการบาดเจ็บจากเสียง Hearing Research, 42(2–3), 175–194. https://doi.org/10.1016/0378-5955(89)90143-3
  23. 1 2 Stone, JS, & Rubel, EW (2000). การศึกษาเซลล์เกี่ยวกับการงอกใหม่ของเซลล์ขนรับเสียงในนก Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(22), 11714–11721. https://doi.org/10.1073/pnas.97.22.11714
  24. White, PM, Doetzlhofer, A., Lee, YS, Groves, AK, & Segil, N. (2006). เซลล์ค้ำจุนในหูชั้นในของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถแบ่งตัวและเปลี่ยนสภาพเป็นเซลล์ขนได้ Nature, 441(7096), 984–987. https://doi.org/10.1038/nature04849
  25. Adler, HJ, & Raphael, Y. (1996). เซลล์ขนใหม่เกิดขึ้นจากการเปลี่ยนเซลล์ค้ำจุนในหูชั้นในของลูกไก่ที่ได้รับความเสียหายจากเสียง Neuroscience Letters, 205(1), 17–20. https://doi.org/10.1016/0304-3940(96)12367-3
  26. 1 2 Cox, BC, Chai, R., Lenoir, A., Liu, Z., Zhang, L., Nguyen, D.-H., Chalasani, K., Steigelman, KA, Fang, J., Cheng, AG, & Zuo, J. (2014) การสร้างเซลล์ขนใหม่โดยธรรมชาติในโคเคลียของหนูทารกแรกเกิด ในร่างกาย การพัฒนา, 141(4), 816–829. https://doi.org/10.1242/dev.103036
  27. Warchol, ME, Lambert, PR, Goldstein, BJ, Forge, A., & Corwin, JT (1993). การแพร่กระจายของการสร้างใหม่ในเยื่อบุผิวรับความรู้สึกในหูชั้นในของหนูตะเภาโตเต็มวัยและมนุษย์ Science, 259(5101), 1619–1622.
  28. Kanherkar, RR, Bhatia-Dey, N., Makarev, E., & Csoka, AB (2014). การปรับเปลี่ยนโปรแกรมเซลล์เพื่อทำความเข้าใจและรักษาโรคในมนุษย์ Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2. https://doi.org/10.3389/fcell.2014.00067
  29. Monzack, EL, & Cunningham, LL (2013). บทบาทนำสำหรับนักแสดงสมทบ: หน้าที่สำคัญของเซลล์สนับสนุนในหูชั้นใน วารสารการวิจัยการได้ยิน, 303, 20–29. https://doi.org/10.1016/j.heares.2013.01.008
  30. Zheng, JL, & Gao, W.-Q. (2000). การแสดงออกเกินของ Math1 กระตุ้นให้เกิดการสร้างเซลล์ขนพิเศษจำนวนมากในหูชั้นในของหนูหลังคลอด Nature Neuroscience, 3(6), 580–586. https://doi.org/10.1038/75753
  31. Izumikawa, M., Minoda, R., Kawamoto, K., Abrashkin, KA, Swiderski, DL, Dolan, DF, Brough, DE, & Raphael, Y. (2005). การทดแทนเซลล์ขนรับเสียงและการปรับปรุงการได้ยินด้วยการบำบัดยีน Atoh1 ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่หูหนวก Nature Medicine, 11(3), 271–276. https://doi.org/10.1038/nm1193
  32. Wang, D., Tai, PWL, & Gao, G. (2019). เวกเตอร์ไวรัสอะดีโนแอสโซซิเอตเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการส่งมอบยีนบำบัด Nature Reviews. Drug Discovery, 18(5), 358–378. https://doi.org/10.1038/s41573-019-0012-9
  33. Fritzsch, B. และ Beisel, KW (2003). การอนุรักษ์ระดับโมเลกุลและสิ่งใหม่ๆ ในการพัฒนาหูของสัตว์มีกระดูกสันหลัง Current Topics in Developmental Biology, 57, 1–44.
  34. Jeong, M., O'Reilly, M., Kirkwood, NK, Al-Aama, J., Lako, M., Kros, CJ, & Armstrong, L. (2018). การสร้างออร์แกนอยด์หูชั้นในที่มีเซลล์ขนโคเคลียที่คาดว่าจะเป็นไปได้จากเซลล์ต้นกำเนิดที่มีศักยภาพหลายอย่างของมนุษย์ Cell Death & Disease, 9(9), 1–13. https://doi.org/10.1038/s41419-018-0967-1
  35. Ross, JS, Mocanu, M., Lampropulos, JF, Tse, T., Zarin, DA, & Krumholz, HM (2013). ระยะเวลาในการตีพิมพ์ผลการทดลองทางคลินิกที่เสร็จสมบูรณ์ JAMA Internal Medicine, 173(9), 825–828. https://doi.org/10.1001/jamainternmed.2013.136
  36. Umscheid, CA, Margolis, DJ, & Grossman, CE (2011). แนวคิดหลักของการทดลองทางคลินิก: การทบทวนเชิงบรรยาย Postgraduate Medicine, 123(5), 194–204. https://doi.org/10.3810/pgm.2011.09.2475
  37. Wong, CH, Siah, KW, & Lo, AW (2019). การประมาณอัตราความสำเร็จของการทดลองทางคลินิกและพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง สถิติชีวภาพ (อ็อกซ์ฟอร์ด ประเทศอังกฤษ), 20(2), 273–286. https://doi.org/10.1093/biostatistics/kxx069
  38. Shao, L., & Wu, W.-S. (2010). ระบบนำส่งยีนสำหรับการสร้างเซลล์ iPS Expert Opinion on Biological Therapy, 10(2), 231–242. https://doi.org/10.1517/14712590903455989
  39. Zhou, W., & Freed, CR (2009). การส่งยีนด้วยอะดีโนไวรัสสามารถเปลี่ยนโปรแกรมไฟโบรบลาสต์ของมนุษย์ให้เป็นเซลล์ต้นกำเนิดแบบเหนี่ยวนำได้ STEM CELLS, 27(11), 2667–2674. https://doi.org/10.1002/stem.201
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Inner_ear_regeneration&oldid=1343799359 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การฟื้นฟูหูชั้นใน

การสร้างเซลล์ใหม่ ในหูชั้นใน เป็น กระบวนการทางชีวภาพ ที่ เซลล์ขน และเซลล์ค้ำจุน (เช่น เซลล์เฮนเซน และ เซลล์ดีเตอร์ ) ของหูชั้นในเพิ่มจำนวน ( การเพิ่มจำนวนเซลล์ )...

เซลล์ขน

เซลล์ขนและเซลล์ค้ำจุนต่างก็ตั้งอยู่ใน โคเคลีย ภายใน หูชั้น ใน [ 1 ] [ 2 ] ใน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เซลล์ขนตั้งอยู่ใน ออร์แกนออฟคอร์ติ และแปลงพลังงานจากคลื่นเสียงและการเคลื่อนไหวทางกายภาพให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า [ 2 ] กระบวนการนี้สำเร็จได้โดยการรวม เซลล์...

เซลล์สนับสนุน

เซลล์ค้ำจุนมีความสำคัญต่อการรักษาสภาพของเซลล์รับความรู้สึกในหูชั้นใน เซลล์เหล่านี้อาศัยอยู่ทั้งบนพื้นผิวและทั่วทั้ง เยื่อบุผิว ของหูชั้นใน โดยสื่อสารกันผ่าน ช่องว่าง เชื่อม ต่อ [ 4 ] [ 2 ] เซลล์ค้ำจุนมีความสำคัญต่อการรักษาสภาพโครงสร้างทางกายภาพของหูชั้นใน...

การสูญเสียเซลล์ผม

เซลล์ขนมีความไวสูงและเสียหายได้ง่าย ส่งผลให้ เซลล์ตาย [ 2 ] เซลล์ ค้ำจุนอาจเสียหายได้ แต่โดยทั่วไปแล้วจะมีความยืดหยุ่นมากกว่าเซลล์ขน [ 2 ] เซลล์ขนตายเนื่องจากอายุมาก การกระตุ้นด้วยเสียงมากเกินไป และการบาดเจ็บอื่นๆ [ 2 ] การสัมผัสกับ ออกโซท็อกซิน เช่น...