内耳干细胞再生毛细胞技术治疗听力损伤---生物谷专访东南大学柴人杰教授

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内耳干细胞再生毛细胞技术治疗听力损伤---生物谷专访东南大学柴人杰教授 来源：生物谷 2017-05-23 17:00“试”点好的，给实验一个负责的态度！
  
   机不可失的行业盛会推荐：2017（第八届）细胞治疗国际研讨会

  编者按：近年来，细胞治疗技术发展突飞猛进。生物谷将举办2017（第八届）细胞治疗国际研讨会，为此，围绕干细胞与临床转化，生物谷专访东南大学教授柴人杰。

生物谷：柴教授，非常感谢您参加生物谷主办的2017细胞治疗国际研讨会， 并接受生物谷的专访。您和您的团队一直致力于内耳毛细胞再生和保护及信号通路对内耳干细胞调控机制的研究，去年底与勃林格殷格翰启动联合研究项目，即通过内耳干细胞毛细胞的再生来开发听力损伤的新型疗法。 可以简单跟大家介绍一下这个项目的合作背景以及内耳干细胞的调控机制吗？

回答：耳聋是一种常见的耳疾，2006年我国耳聋人数为2004万，占全部残疾人总数的四分之一。尽管导致感音神经性聋的途径和机制多样，但内耳毛细胞的不可逆损伤是造成感音神经性聋的核心原因。 目前临床上常用的助听器和人工耳蜗虽然也改善了患者的听力，但其效果依赖于残留毛细胞和螺旋神经元的数量和质量；最理想的治疗感音神经性聋方法是通过干细胞使毛细胞再生达到耳蜗结构和功能的修复从而在根本上恢复听力。因此如何使毛细胞在损伤后再生，是近来听觉领域研究的重点。针对该研究热点我课题组和BI公司一起启动了联合研究项目，希望能通过多种信号通路协同调控内耳干细胞再生毛细胞，从而部分重建听觉功能。

我们之前的一系列工作发现Lgr5阳性细胞和Axin2阳性细胞具有内耳干细胞的特性且能被Wnt和Bmi1信号调控；并且在活体小鼠耳蜗中发现内耳干细胞再生毛细胞，并且系统地研究了Wnt和Notch信号对于内耳干细胞再生毛细胞的协同调控机制；同时我们通过RNA-Seq技术全面系统的分析了不同部位和发育不同时期的内耳干细胞的基因表达谱差异，找出了潜在的可能调控这个内耳干细胞增殖分化能力的基因；另一方面我们利用体外三维培养模型，研究了三维培养和石墨烯对于听觉螺旋神经元的保护作用以及对其神经突生长的促进作用，并且利用三维纳米材料石墨烯构建了神经干细胞的体外三维培养模型，系统的研究了石墨烯的在体毒性，并通过石墨烯材料特有的高导电性，研究了石墨烯对神经干细胞自我更新与定向分化的调控规律及可能的机制。

生物谷：在内耳的结构中，感觉声音的毛细胞和传导听觉信号的螺旋神经元细胞非常“娇嫩”，这些细胞数量有限，那么如果毛细胞或螺旋神经元细胞变性坏死，是否有药物可以使神经性耳聋病人恢复听力？或者用化学物质治疗存活的神经元？还是只能用人工耳蜗植入的方式？

回答：目前临床上尚没有有效促进毛细胞和螺旋神经元再生的药物，也就是说目前没有药物可以使感音神经性耳聋病人恢复听力。目前临床上最有效的治疗方式就是人工耳蜗植入，但是人工耳蜗的治疗效果也依赖于残留螺旋神经元的数量和质量；因此我们提出了把人工耳蜗植入和神经干细胞植入有机结合的新综合技术体系的应用，从而促进人工耳蜗植入手术的疗效！


生物谷：目前内耳干细胞治疗听力损伤在动物上效果如何？ 什么时候可以进入临床研究？

回答：目前通过内耳干细胞再生毛细胞治疗听力损失在动物模型上还有一系列问题需要我们解决，包括新生毛细胞数量不足，新生毛细胞不成熟不具有成熟毛细胞的功能，新生毛细胞难以长期存活等关键问题和难点，这都指出调控单一的信号通路再生有功能的毛细胞是比较困难的，我们必须通过多基因的协同调控才能有效促进毛细胞再生，促进新生毛细胞的功能成熟，促进新生毛细胞的存活！我们课题组和BI的合作研发项目正是向着这个目标前进！在通过内耳干细胞再生毛细胞的临床研究方面，当然目前Novartis公司的通过Atoh1这个基因来再生毛细胞的项目已经进入了临床研究阶段。

生物谷：据报道，石墨烯被证明可以作为一种良好的神经界面材料，能显着促进神经干细胞再生神经元，促进新生神经元神经突的生长以及功能成熟。您的研究中也是使用石墨烯作为支架促进神经干细胞分化的，请问是怎样实现的？石墨烯及其衍生物的毒性是否会影响神经信号的传递以及神经网络的功能？

回答：我们已经发表在Biomaterials上的文章是通过在CVD法制备的二维石墨烯上培养神经干细胞，研究其导电性对于神经干细胞增殖分化的作用。我们目前正在开展的工作中，我们正在研究通过石墨烯水凝胶构建的三维干细胞培养体系，同时结合电刺激来有效促进神经干细胞增殖分化，再生有功能的听觉神经元。我们之前的工作也已经系统的研究了石墨烯的在体毒性，发现石墨烯虽然在小鼠体内比较难降解，但是并没有引起显着的毒性和炎症反应。

生物谷：据报道，石墨烯被证明可以作为一种良好的神经界面材料，能显着促进神经干细胞再生神经元，促进新生神经元神经突的生长以及功能成熟。您的研究中也是使用石墨烯作为支架促进神经干细胞分化的，请问是怎样实现的？石墨烯及其衍生物的毒性是否会影响神经信号的传递以及神经网络的功能？

回答：我们已经发表在Biomaterials上的文章是通过在CVD法制备的二维石墨烯上培养神经干细胞，研究其导电性对于神经干细胞增殖分化的作用。我们目前正在开展的工作中，我们正在研究通过石墨烯水凝胶构建的三维干细胞培养体系，同时结合电刺激来有效促进神经干细胞增殖分化，再生有功能的听觉神经元。我们之前的工作也已经系统的研究了石墨烯的在体毒性，发现石墨烯虽然在小鼠体内比较难降解，但是并没有引起显着的毒性和炎症反应。

柴人杰 东南大学生命科学院 教授

博士生导师，院长助理。国际耳内科医师协会board member，江苏省发育生物学会常务理事和青年委员会主委，江苏省防聋致聋技术指导专家组成员，江苏省神经生物学会理事，江苏省双创联合会理事。先后入选包括中组部青年千人计划，国家优秀青年科学基金，教育部霍英东教育基金会优秀青年教师基金，江苏省杰出青年基金，江苏省双创人才，江苏省双创团队，江苏省333工程人才，江苏省六大人才高峰高层次人才等人才计划；课题先后获得包括科技部青年973计划，国自然面上项目，国自然青年项目，江苏省自然基金委青年项目，人社部留学人员科技活动重点项目，教育部留学人员项目，全球20强药企德国Boehringer Ingelheim 公司横向项目等的资助。主要从事内耳毛细胞和听觉螺旋神经元再生，以及信号通路对内耳干细胞调控机制的研究。相关工作发表在Nature communications，3篇PNAS，Biomaterials，2篇Development等期刊上，近5年来发表SCI论文48篇，总影响因子282.8，现任Journal of Otorhinolaryngology， Hearing and Balance Medicine（OHBM）杂志编委。

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什么时候可以临床啊，还有时间再等吗？