Rps14调控内耳干细胞增殖与分化为毛细胞的研究

作     者：胡晓婕 

作者单位：东南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：柴人杰

授予年度：2022年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100213[医学-耳鼻咽喉科学] 10[医学] 

主      题：感音神经性耳聋 内耳干细胞 毛细胞 Rps14 AAV-ie 

摘      要：感音神经性耳聋(Sensorineural Hearing Loss,SNHL)是内耳、耳蜗神经、脑干听觉通路及听觉中枢病变导致的听力下降的统称。据相关数据表明,我国绝大多数听力障碍患者均为感音神经性耳聋,其常见病因多为耳蜗部位出现病变。由于人类毛细胞无法再生,毛细胞的损伤不可逆,因此感音神经性耳聋在临床上尚无有效的治疗方法。临床上常用的助听装置、人工耳蜗等治疗效果受耳蜗和听觉传入通路的严重程度和类型的限制,因此这些设备的应用具有一定局限性。内耳干细胞的发现使毛细胞再生成为了可能。干细胞具有自我更新和分化潜能,包括胚胎干细胞和成体干细胞。研究表明,内耳中的Lgr5阳性支持细胞具有内耳干细胞的特性,在损伤条件下可以再生具有一定功能的毛细胞。Lgr5阳性支持细胞分化为毛细胞的过程受多种信号通路调控如常见的经典Wnt、Notch信号通路。尽管如此,再生的毛细胞仍然不具有成熟毛细胞的结构与生理功能。因此,揭示毛细胞发育与分化的过程,筛选新的调控内耳干细胞分化为毛细胞的新基因,对功能性毛细胞再生至关重要。前期我们研究了Lgr5阳性支持细胞与Lgr5阴性支持细胞表达谱的差异,筛选发现Rps14可能具有促进内耳干细胞增殖和分化为毛细胞的潜力。因此,本研究利用靶向内耳干细胞的腺相关病毒AAV-ie,在体外培养的新生鼠内耳干细胞中过表达Rps14后,在二维培养条件下,显著促进了内耳干细胞的增殖。在三维培养条件下,过表达Rps14能够促进来自内耳类器官中干细胞的增殖和毛细胞的分化。同样,在小鼠耳蜗内,我们利用AAV-ie-Rps14感染支持细胞后,细胞的增殖能力得到提升,同时更多的细胞转分化形成新生毛细胞。机制上,为了确定Rps14调控内耳干细胞细胞增殖和分化的信号通路,我们利用RNA-Seq分析比较了AAV-ie-Rps14过表达的内耳干细胞和阴性对照组细胞的差异表达基因,获得了Rps14基因关联的信号通路及可能发生相互作用的蛋白质。Rps14主要是通过激活Wnt信号通路,调控一些细胞周期因子来促进内耳干细胞增殖,如Id3,通过抑制Notch,激活TGF-β信号通路生成新的毛细胞。综上,我们发现过表Rps14能够有效调控内耳干细胞的增殖和毛细胞的分化。研究结果将为临床上以AAV为载体,通过基因治疗恢复听觉功能奠定理论和临床应用基础。