毛細(xì)胞
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毛細(xì)胞為感受聲波刺激的感覺(jué)上皮細(xì)胞。分有內(nèi)、外毛細(xì)胞，內(nèi)毛細(xì)胞在內(nèi)柱細(xì)胞的內(nèi)側(cè)排成一列，外毛細(xì)胞有3～5列。內(nèi)、外毛細(xì)胞的底端分別由內(nèi)指和外指細(xì)胞承托著，并與螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的周圍突，形成突觸聯(lián)系。毛細(xì)胞的上面有一膠質(zhì)蓋膜，近年來(lái)，在掃描電鏡下已證實(shí)，毛細(xì)胞上的纖毛是插入蓋膜膠質(zhì)內(nèi)，螺旋器即隨膜螺旋板而擺動(dòng)。
毛細(xì)胞的培養(yǎng)
實(shí)驗(yàn)以小白鼠為對(duì)象，利用組織培養(yǎng)的方法，觀測(cè)新霉素對(duì)前庭毛細(xì)胞破壞的超微結(jié)構(gòu)特征及毛細(xì)胞數(shù)定量分析，探討培養(yǎng)條件下毛細(xì)胞破壞后能否再生及再生細(xì)胞的形態(tài)特征及時(shí)間過(guò)程。
一、材料和方法
1. 取材：生后15 d的昆明鼠60只，雌雄兼用，上海醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。動(dòng)物斷頭，75%乙醇中浸5 min，置冷Hank液的培養(yǎng)皿中，于解剖顯微鏡下，分離耳蝸，打開(kāi)前庭，取出橢圓囊，打開(kāi)頂部，移去耳石膜。
2. 組織培養(yǎng)：培養(yǎng)皿底涂鼠尾膠，培養(yǎng)液2 ml（Medium-199+10%胎牛血清），每皿3個(gè)培養(yǎng)物，置37℃ 5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)組使用含1 mmol/L新霉素培養(yǎng)液2 ml，24 h后棄原培養(yǎng)液，用無(wú)新霉素的Medium-199液漂洗后用含10%胎牛血清的Medium-199培養(yǎng)液2 ml，置培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，48 h更換一半培養(yǎng)液。100個(gè)標(biāo)本分別培養(yǎng)1、2、3、4(各15個(gè)標(biāo)本)和5、20 d(各20個(gè)標(biāo)本)。對(duì)照組不使用新霉素，20個(gè)標(biāo)本培養(yǎng)20 d。
3. 電鏡觀察：分別按常規(guī)制作標(biāo)本，在S-520型掃描電鏡和JEM1200EX透射電鏡下觀察、攝片。
4. 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法： 實(shí)驗(yàn)組5、20 d組微紋區(qū)的毛細(xì)胞數(shù)比較采用t檢驗(yàn)。
毛細(xì)胞的培養(yǎng)結(jié)果及其討論
二、結(jié)果
1. 形態(tài)學(xué)的變化：掃描電鏡見(jiàn)正常毛細(xì)胞呈有序排列，由支持細(xì)胞分隔，I型毛細(xì)胞表面積大，靜纖毛多而長(zhǎng)，II型毛細(xì)胞表面積較小，靜纖毛少、短；微紋區(qū)為穿越橢圓囊中央的毛細(xì)胞條帶區(qū)，多為I型毛細(xì)胞，外周為I型與II型毛細(xì)胞相間排列。新霉素對(duì)毛細(xì)胞破壞以微紋區(qū)最嚴(yán)重，并向外擴(kuò)展，24 h后見(jiàn)損傷毛細(xì)胞靜纖毛紊亂、融合、倒伏、脫落，2 d的表皮板尚存留(圖1)，5 d表皮板完全消失，由支持細(xì)胞所替代(圖2)；細(xì)胞頂面擴(kuò)大，布滿微絨毛，該區(qū)毛細(xì)胞基本消失。20 d后毛細(xì)胞破壞區(qū)域，出現(xiàn)了叢狀、表面積小的細(xì)短靜纖毛或伴較長(zhǎng)動(dòng)纖毛的不成熟毛細(xì)胞(圖3)，類似于發(fā)育期間的靜纖毛束及鳥(niǎo)類毛細(xì)胞再生時(shí)靜纖毛的表現(xiàn)，與II型毛細(xì)胞相似，該區(qū)I型毛細(xì)胞幾乎不存在。透射電鏡檢查可見(jiàn)正常微紋區(qū)毛細(xì)胞靜纖毛粗、長(zhǎng)，微絲密度較高，表皮板厚，小根明顯；再生毛細(xì)胞靜纖毛細(xì)、短，微絲密度低，表皮板及小根不明顯(圖4)。
2. 定量分析：正常培養(yǎng)20 d微紋區(qū)平均2000μm毛細(xì)胞數(shù)為(59.3±2.7)個(gè)(±s，下同)，大部分為I型毛細(xì)胞，平均(52.8±1.9)個(gè)，200 μm II型毛細(xì)胞為(6.5±1.1)個(gè)。實(shí)驗(yàn)組5 d與20 d微紋區(qū)毛細(xì)胞數(shù)分別為0.9±0.16（統(tǒng)計(jì)18個(gè)標(biāo)本）和4.3±0.48（統(tǒng)計(jì)18個(gè)標(biāo)本），t檢驗(yàn)，P＜0.001。
三、討論
本組實(shí)驗(yàn)對(duì)新霉素致橢圓囊微紋區(qū)靜纖毛束的損傷及恢復(fù)進(jìn)行觀察。體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)微紋區(qū)毛細(xì)胞在耳毒性藥物作用后開(kāi)始破壞、消失，5 d時(shí)損傷達(dá)到最大程度，該區(qū)毛細(xì)胞基本消失，20 d時(shí)，該區(qū)有新的不成熟靜纖毛出現(xiàn)。新增的不成熟靜纖毛的毛細(xì)胞是否為表面結(jié)構(gòu)損傷的毛細(xì)胞經(jīng)修復(fù)所致，而非再生結(jié)果？本組實(shí)驗(yàn)顯示：耳毒藥引起的損害表現(xiàn)退變的毛細(xì)胞體內(nèi)有大量空泡形成，細(xì)胞間的緊密連接擴(kuò)大，該過(guò)程先于靜纖毛消失，提示毛細(xì)胞在靜纖毛消失前已嚴(yán)重破壞，且只有在發(fā)育階段的毛細(xì)胞才有修復(fù)靜纖毛的能力。因此，新出現(xiàn)的呈現(xiàn)不成熟靜纖毛的毛細(xì)胞非損傷毛細(xì)胞的修復(fù)所致，而是毛細(xì)胞再生。
本組結(jié)果顯示毛細(xì)胞破壞后為支持細(xì)胞所代替，以后出現(xiàn)新的毛細(xì)胞，提示支持細(xì)胞可能是再生毛細(xì)胞的前體細(xì)胞。有研究發(fā)現(xiàn)部分不成熟的毛細(xì)胞無(wú)H標(biāo)記，推測(cè)這些毛細(xì)胞是直接經(jīng)支持細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來(lái)，而未經(jīng)有絲分裂。本組實(shí)驗(yàn)顯示毛細(xì)胞破壞區(qū)域由支持細(xì)胞占據(jù)，這些支持細(xì)胞是分裂增生或原有的無(wú)法證實(shí)。 圖1 新霉素作用后2d組織培養(yǎng)的小白鼠橢圓囊微紋區(qū)掃描電鏡相。紊亂、倒伏的靜纖毛；↑融合的靜纖毛；△存留表皮板。×4 000 圖2 新霉素作用后5d組織培養(yǎng)的小白鼠橢圓囊微紋區(qū)掃描電鏡相。表皮板消失，支持細(xì)胞頂面擴(kuò)大(S)，毛細(xì)胞消失。×4 000 圖3 新霉素作用后組織培養(yǎng)20d的小白鼠橢圓囊微紋區(qū)掃描電鏡相。再生毛細(xì)胞(△)有不成熟的靜纖毛?！? 000 圖4 透射電鏡觀察。a正常細(xì)胞微絲密度高，表皮板厚，有小根(↑)；b再生毛細(xì)胞微絲密度低，表皮板及小根不明顯(▲)×5 000
毛細(xì)胞的最新研究成果
北京時(shí)間3月31日消息,英國(guó)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里用干細(xì)胞培育出了內(nèi)耳毛細(xì)胞，為耳聾患者恢復(fù)聽(tīng)力帶來(lái)了希望。
英國(guó)謝菲爾德大學(xué)的研究人員已經(jīng)通過(guò)人類干細(xì)胞培育出了聽(tīng)力所必須的這種復(fù)雜的毛細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)能使用人類流產(chǎn)胎兒內(nèi)耳的干細(xì)胞培育出極其有用的毛細(xì)胞?？茖W(xué)家們希望，他們能使用這種細(xì)胞為耳聾患者進(jìn)行細(xì)胞移植，取代神經(jīng)性耳聾患者已受損的毛細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞。神經(jīng)性耳聾是最常見(jiàn)的耳聾之一，占耳聾患者總數(shù)的90%，患神經(jīng)性耳聾的患者超過(guò)600萬(wàn)人。
對(duì)神經(jīng)性耳聾患者來(lái)說(shuō)，目前唯一方法是植入人工電子耳蝸，但是，這些電子裝置并不能恢復(fù)所有聽(tīng)力。負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的馬希洛.里維塔說(shuō)：“賦予我們聽(tīng)力的毛細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞只在胚胎發(fā)育期生成。一旦受損或者失去就無(wú)法再生。再生或者取代那些受損的毛細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的治療需要顯而易見(jiàn)?！?/p>
研究人員從流產(chǎn)胎兒的耳蝸獲取干細(xì)胞。對(duì)那些出生后不久就失去聽(tīng)力——這就是我們的身體不能修復(fù)損傷的原因——的患者來(lái)說(shuō)，這些干細(xì)胞擁有轉(zhuǎn)變?yōu)樗麄冎?tīng)器的能力。里維塔和他的研究組發(fā)現(xiàn)，他們能在實(shí)驗(yàn)室培育這些干細(xì)胞并把它們培育成毛細(xì)胞。
現(xiàn)在，他們正在對(duì)動(dòng)物進(jìn)行測(cè)試，看移植這些細(xì)胞是否能恢復(fù)聽(tīng)力。他還希望能通過(guò)其他干細(xì)胞來(lái)源如骨髓培育干細(xì)胞。但是，他警告說(shuō)在人類患者能移植干細(xì)胞恢復(fù)聽(tīng)力之前可能需要至少10年的時(shí)間。他說(shuō)：“在短期內(nèi)，這些細(xì)胞還為我們提供了研究人類聽(tīng)力的良好模式以及新療法對(duì)患者的可能效果?！?/p>
毛細(xì)胞的作用是把聲音轉(zhuǎn)化為送給大腦的電子刺激。在聲波經(jīng)過(guò)的時(shí)候，這些看起來(lái)從細(xì)胞表面長(zhǎng)出的小毛會(huì)動(dòng)起來(lái)，這種運(yùn)動(dòng)會(huì)把電子信號(hào)經(jīng)由神經(jīng)傳給大腦。英國(guó)皇家國(guó)家失聰人士研究所生物醫(yī)學(xué)研究主任拉斐.霍爾默博士說(shuō)：“目前還沒(méi)有恢復(fù)永久性聽(tīng)力損失的療法，因此，這種方法對(duì)數(shù)百萬(wàn)失聰者來(lái)說(shuō)有著潛在的重要性?！?/p>
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