耳蝸類器官的重大進展

全SHI界大約有1/10的人聽力有障礙，特別是老年人。在我國，新生嬰兒中約有3萬名嬰兒有耳聾的問題，大約有60%是由先天因素引起。通常人們采用助聽器、人工耳蝸的方法來獲得部分聽力，但是并不能根源上解決問題。

近年來火熱的類器官研究，為耳聾問題提供了很好的研究模型和方向。通過人或小鼠多能干細胞（iPSC） 誘導內耳類器官，然后進行3D細胞培養，建立模型，模擬疾病行為，進一步篩選合適的藥物來進行治療。

最近，復旦大學醫學神經生物學國家重點實驗室的夏明宇等科學家在《Stem Cell Reports》雜志上發表題為“Generation of innervated cochlear organoid recapitulates early development of auditory unit"，該研究建立3D共培養系統，培養耳蝸類器官，在形態學和生理學上進行了一系列的檢查，確證類器官內細胞和突觸的功能，建立了感音神經性耳聾復合類器官的研究平臺。

上述研究通過3D類器官培養技術SHOU次重編程耳蝸祖細胞（CPC），填BU了外周聽覺回路穩健模型的空白，這些增殖祖細胞是Wnt響應的LGR5支持細胞（SC），增殖時效性長，對人工耳蝸HC的分化誘導力強，促進神經突從SGN的生長。

  為了提高CPCs自我更新能力，研究人員同通過篩選發育過程中的靶向因子，獲取CPCs擴增最佳條件，同時，對擴增培養基進行單一變量原則進行對照試驗，結果發現擴增培養基中的每種組分對LGR5 CPCs的最佳擴增條件至關重要。

培養系統中單個CPC生成人工耳蝸類器官

  同時，研究人員對新型擴增培養基進行了重新評估，發現先天性HC在早期傳代期間基因穩定，因為擴增培養基的有效化合成分被激活為增殖狀態。對比CPC擴增培養基中的其他成分對培養的LGR5祖細胞轉錄組特征的影響，結果發現，該成分組合將LGR5祖細胞重新編程到相對較早的階段。根據對內耳組織的生理影響，發現先天性HC也可以被這些有效化合成分激活成增殖狀態，并且這些類器官在早期傳代期間保持基因穩定性。

擴增組分的再生效應和穩定擴增類器官的表征

  研究人員通過分期3D共培養系統，生成具有功能的神經支配類器官，再進行單細胞RNA測序（scRNA-seq），早期分化和晚期分化，觀察細胞比例的動態變化，發現LGR5 表達逐漸降低，HC 標記基因表達增加。通過對類器官中表達豐富的細胞類型特異性TF的研究發現，發育中的類器官HC的遺傳特征與早期發育過程中的耳蝸HC相似。再通過對分化不同階段HC進行纖毛形態學觀察、離子通道電生理研究、鈣離子成像技術突觸功能分析，進一步明確了該類器官更接近耳蝸類器官，同時毛細胞和螺旋神經元之間具備功能性突觸連接。

類器官中的 HC 概括了出生后耳蝸 HC 的形態和電生理特征

 在本研究中，研究人員開發了一種優化的方案來生成神經支配的耳蝸類器官，該類器官具有耳蝸感覺上皮和功能性HC-SGN回路的主要細胞類型。本研究開發了一種通過及時調節與耳蝸發育相關的多種信號通路來建立功能性耳蝸神經支配類器官的方案。此類器官模型可用于破譯CPCs增殖背后的機制，作為篩選耳蝸中藥物或遺傳載體的工具來造福聽障患者。

 近年來，3D類器官在疾病模型、藥效評估、器官YI植等方面的應用越來越火熱，3D類器官培養基也隨之上市。北京百奧創新科技有限公司提供各類器官的3D培養基，助力3D類器官的應用。