遗传性聋分子生物学研究进展及其临床应用前景(2)
治疗分子生物学
哺乳动物的毛细胞损害或缺失在自然条件下是不可逆的,研究者正在极力寻求一种使之重生的方法,为耳聋患者治疗提供新的方法和途径。目前的热点研究领域是基因治疗和细胞治疗。
基因治疗
基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用,从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。1990年,美国用ADA(腺苷酸脱氨酶)基因治疗了一位因ADA基因缺陷导致严重免疫缺损的4岁女孩,这是世界上笫一次将人类体细胞基因治疗应用于临床,为人类疾病治疗开启了一扇新的大门。
基因载体的选择与构建选择合适的载体系统是基因治疗的关键之一,借鉴病毒对哺乳动物细胞具有感染性,人们构建了各种有效的病毒转基因系统。1996年,Geschwind研究发现,以复制缺陷型HSV为载体,将BDNF转染体外培养的螺旋神经节细胞,能部分取代毛细胞的营养作用,阻止神经元的变性。除了局部的基因治疗以外,体细胞基因治疗的实验研究也取得了初步进展。1998年,Probst等通过在shaker-2小鼠(诱导肌球蛋白基因突变产生的一种遗传性聋动物模型)的胚胎干细胞中重新插入野生型肌球蛋白基因,结果纠正了其耳聋症状,为临床治疗某些类型的遗传性聋带来了希望。
目前耳聋基因治疗仍局限于动物实验和体外细胞培荞阶段,随着研究的深入,基因和载体选择的不断优化,其临床应用将有极大发展前景。
细胞治疗
听力损害多直接引起毛细胞的凋亡和丢失,哺乳动物在自然情况下只有前庭毛细胞还保持有限的分化能力,故哺乳动物的毛细胞死亡往往造成听力和平衡功能永久损害。如何恢复毛细胞的功能,成为耳聋治疗的一大难题。
近年来,干细胞替代治疗已进入人们的视野,成为新的研究热点。神经性聋的病理生理特征及干细胞的分化特性提示我们细胞替代治疗用于耳聋的可能,大量的实验研究也证实了这一点。
理论上用于毛细胞再生的干细胞包括胚胎干细胞(embryonic stem cell, ES cell)和成体干细胞。ES细胞来源于胚泡的内耳细胞团,具有分化成各型多能干细胞的最佳能力,同时还具有自我更新的能力,所以可为临床细胞替代治疗提供大量细胞来源。2003年,Heller S成功地利用鼠的胚胎干细胞体外分化为内耳的前体细胞,表达特异性分子标记(Mathl,Brn3.1),同时使毛细胞结构蛋白上调(myosinVIIA,espin,parvalbumin 3,Acha9)。将此细胞移植入鸡的胚胎右听泡内,位于感觉上皮的可以分化为毛细胞,表达毛细胞特异性分子标记,异位移植的毛细胞则不表达。成熟干细胞来源于各成熟器官,神经干细胞被成功移植于药物损伤的小鼠内耳,存活数周并表达各成熟的细胞分子标记,包括神经胶质细胞,神经元细胞和毛细胞(表达于前庭而非耳蜗)。而且相对于鼠内耳来源的ES细胞,其毛细胞特异性标记上调远远少于前者(10%:<1%),而且毛细胞分化程度即成熟程度也低于前者。利用干细胞来源的毛细胞按音调分布图移植以替代丢失的毛细胞,可能恢复耳蜗的基本功能(并不需要毛细胞完全按生理位置排列)。
综合治疗
基因治疗和细胞治疔都为耳聋患者重返有声世界带来了新的希望,但是,今后的趋势并不是依靠单一的治疗方法,而是结合干细胞治疗,基因治疗,药物治疗以及电子耳蜗、助听器的联合治疗。
耳聋分子生物学的发展,将在新的高度上揭示耳聋的发病机理,为耳聋的诊断,治疗带来曙光。
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