毛細(xì)胞
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毛細(xì)胞為感受聲波刺激的感覺上皮細(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，在掃描電鏡下已證實，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。
毛細(xì)胞的培養(yǎng)
實驗以小白鼠為對象，利用組織培養(yǎng)的方法，觀測新霉素對前庭毛細(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)特征及時間過程。
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)實驗動物中心提供。動物斷頭，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，打開前庭，取出橢圓囊，打開頂部，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個培養(yǎng)物，置37℃ 5% CO2培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。實驗組使用含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個標(biāo)本分別培養(yǎng)1、2、3、4(各15個標(biāo)本)和5、20 d(各20個標(biāo)本)。對照組不使用新霉素，20個標(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)計學(xué)方法： 實驗組5、20 d組微紋區(qū)的毛細(xì)胞數(shù)比較采用t檢驗。
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，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。新霉素對毛細(xì)胞破壞以微紋區(qū)最嚴(yán)重，并向外擴展，24 h后見損傷毛細(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)短靜纖毛或伴較長動纖毛的不成熟毛細(xì)胞(圖3)，類似于發(fā)育期間的靜纖毛束及鳥類毛細(xì)胞再生時靜纖毛的表現(xiàn)，與II型毛細(xì)胞相似，該區(qū)I型毛細(xì)胞幾乎不存在。透射電鏡檢查可見正常微紋區(qū)毛細(xì)胞靜纖毛粗、長，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(±s，下同)，大部分為I型毛細(xì)胞，平均(52.8±1.9)個，200 μm II型毛細(xì)胞為(6.5±1.1)個。實驗組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18個標(biāo)本）和4.3±0.48（統(tǒng)計18個標(biāo)本），t檢驗，P＜0.001。
三、討論
本組實驗對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始破壞、消失，5 d時損傷達(dá)到最大程度，該區(qū)毛細(xì)胞基本消失，20 d時，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？本組實驗顯示：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)胞間的緊密連接擴大，該過程先于靜纖毛消失，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H標(biāo)記，推測這些毛細(xì)胞是直接經(jīng)支持細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來，而未經(jīng)有絲分裂。本組實驗顯示毛細(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法證實。 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?！? 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)胞頂面擴大(S)，毛細(xì)胞消失?！? 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
北京時間3月31日消息,英國科學(xué)家在實驗室里用干細(xì)胞培育出了內(nèi)耳毛細(xì)胞，為耳聾患者恢復(fù)聽力帶來了希望。
英國謝菲爾德大學(xué)的研究人員已經(jīng)通過人類干細(xì)胞培育出了聽力所必須的這種復(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。科學(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600萬人。
對神經(jīng)性耳聾患者來說，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)所有聽力。負(fù)責(zé)這項研究的馬希洛.里維塔說：“賦予我們聽力的毛細(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?！?/p>
研究人員從流產(chǎn)胎兒的耳蝸獲取干細(xì)胞。對那些出生后不久就失去聽力——這就是我們的身體不能修復(fù)損傷的原因——的患者來說，這些干細(xì)胞擁有轉(zhuǎn)變?yōu)樗麄冎犉鞯哪芰?。里維塔和他的研究組發(fā)現(xiàn)，他們能在實驗室培育這些干細(xì)胞并把它們培育成毛細(xì)胞。
現(xiàn)在，他們正在對動物進(jìn)行測試，看移植這些細(xì)胞是否能恢復(fù)聽力。他還希望能通過其他干細(xì)胞來源如骨髓培育干細(xì)胞。但是，他警告說在人類患者能移植干細(xì)胞恢復(fù)聽力之前可能需要至少10年的時間。他說：“在短期內(nèi)，這些細(xì)胞還為我們提供了研究人類聽力的良好模式以及新療法對患者的可能效果?！?/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)過的時候，這些看起來從細(xì)胞表面長出的小毛會動起來，這種運動會把電子信號經(jīng)由神經(jīng)傳給大腦。英國皇家國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：“目前還沒有恢復(fù)永久性聽力損失的療法，因此，這種方法對數(shù)百萬失聰者來說有著潛在的重要性?！?/p>
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