《Stem Cell Research & Therapy》:Differential efficacy of olfactory neurospheres from deviated nasal septum and chronic rhinosinusitis patients in regenerating olfactory epithelium
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为解决嗅觉功能障碍治疗难题,研究人员开展 “Differential efficacy of olfactory neurospheres from deviated nasal septum and chronic rhinosinusitis patients in regenerating olfactory epithelium” 主题研究。结果发现 DNS-ONS 在修复嗅上皮和恢复嗅觉功能上更具优势,为嗅觉障碍治疗提供了新方向。
嗅觉,这一人类感知世界的重要 “窗口”,却常常遭受各种疾病的 “侵袭”,导致嗅觉功能障碍。头部创伤、上呼吸道感染、鼻窦炎症等多种因素都可能 “攻击” 嗅觉系统,让人们失去对气味的敏锐感知。目前,传统的治疗方法,如嗅觉训练疗法、鼻内维生素 A 和皮质类固醇等,疗效存在争议,难以有效解决患者的痛苦。在此背景下,探寻更有效的治疗手段迫在眉睫。
为了攻克这一难题,来自台湾多家研究机构(包括台中市荣民总医院、长庚科技大学等)的研究人员展开了深入研究。他们聚焦于嗅上皮干细胞,希望通过研究不同来源的嗅神经球(olfactory neurospheres,ONS)对嗅上皮再生的影响,找到治疗嗅觉功能障碍的新途径。研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》杂志上。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,收集了鼻中隔偏曲(deviated nasal septum,DNS)和慢性鼻窦炎(chronic rhinosinusitis,CRS)患者的嗅上皮样本,进行体外培养形成 ONS。接着,利用免疫荧光、流式细胞术、定量实时聚合酶链式反应(qRT-PCR)、蛋白质免疫印迹(Western blot)等技术,对 ONS 的神经干细胞特性、神经生长因子分泌以及向嗅感觉神经元(olfactory sensory neurons,OSNs)分化的能力进行检测。同时,构建了甲巯咪唑(methimazole,MI)诱导的低嗅小鼠模型,通过行为学测试、组织学和免疫组化分析,评估 ONS 在体内的治疗效果。
研究结果如下:
神经球生成 :DNS 和 CRS 患者的嗅上皮均能成功生成 ONS。培养 7 天后,DNS-ONS 的直径显著大于 CRS-ONS,且其增殖活性更高,神经干细胞标记物表达也存在差异,如 SOX2 mRNA 在 CRS-ONS 中的水平明显低于 DNS-ONS。
ONS 表达相关标记 :两种来源的 ONS 均表达水平基底细胞(horizontal basal cells,HBC)和球状基底细胞(globose basal cells,GBC)的标记物,但 DNS-ONS 中 p63 和 ASCL1 阳性细胞的比例相对更高。
向感觉神经元分化 :DNS-ONS 和 CRS-ONS 都能分化为 OSNs,但 DNS-ONS 分化的细胞成熟度更高,表现为细胞骨架结构更有序,嗅标记蛋白(olfactory marker protein,OMP)、腺苷酸环化酶 3(adenylyl cyclase 3,AC3)等成熟神经元标记物的表达更高。
CRS 患者的神经元成熟缺陷 :CRS-ONS 来源的 OSNs 表现出更高的生长相关蛋白 - 43(growth-associated protein-43,GAP-43)和 TrkB 表达,且 OMP 和 AC3 在细胞核中的定位异常,同时其分泌的脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)和胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)水平较低。
ONS 在低嗅小鼠中的疗效 :在 MI 诱导的低嗅小鼠模型中,DNS-ONS 和 CRS-ONS 均能在一定程度上恢复嗅上皮的结构和功能,但 DNS-ONS 的效果更显著,表现为嗅上皮中 OMP 和 AC3 的表达更高,小鼠寻找食物的时间更短。
DNS-ONS 对细胞的影响 :DNS-ONS 能有效降低 MI 诱导小鼠嗅上皮中的细胞衰老和凋亡水平,同时促进细胞增殖,而 CRS-ONS 的作用相对较弱。
研究结论和讨论部分指出,DNS-ONS 在再生嗅上皮和恢复嗅觉功能方面比 CRS-ONS 更具潜力。这是因为 DNS-ONS 具有更强的自我更新能力、更高的神经生长因子分泌水平,并且能更有效地减少细胞衰老和凋亡。此外,研究还发现 CRS 相关的炎症可能抑制了嗅干细胞的功能,导致 CRS-ONS 的增殖和分化能力受限。
这项研究为嗅觉功能障碍的治疗提供了重要的理论依据和潜在的治疗策略。它强调了选择合适的 ONS 来源对于治疗效果的重要性,为未来的临床应用指明了方向。同时,也为进一步研究嗅上皮干细胞的生物学特性和治疗机制奠定了基础,有望推动嗅觉障碍治疗领域的发展,为众多患者带来新的希望。
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