研究人员开发创新模型来研究嗅觉

塔夫茨大学医学院和生物医学科学研究生院 (GSBS) 的研究人员及其同事使用新设计的三维模型来研究鼻子神经组织的再生，发现一种被认为处于休眠状态的干细胞在保护嗅觉方面可能比最初认为的更重要。 与中枢神经系统中的细胞不同，鼻腔中的感觉神经元尽管几乎持续暴露于外部环境，但在整个生命过程中具有非凡的再生能力。 COVID-19 等病毒感染、接触毒素，甚至衰老本身都会削弱这些细胞的功能或复制能力，从而导致嗅觉部分或完全丧失。研究小组设计了一种新的、易于创建的三维嗅觉组织小鼠模型或类器官，以帮助科学家更好地研究神经元如何在鼻子中持续形成，以及为什么这个过程可能会在疾病和衰老过程中衰退。 他们的研究最近发表在《细胞报告方法》上，利用这种小鼠模型来展示鼻子中的两种类型的干细胞，即水平基底细胞（HBC）和球形基底细胞（GBC）如何相互沟通和支持，以发育出新的嗅觉神经组织。 “我们的研究表明这两种干细胞可能是相互依赖的，”该研究的资深作者、发育、分子和化学生物学系的研究助理教授布莱恩·林 (Brian Lin) 说。 “我们认为一种在很大程度上处于休眠状态的类型——HBC——实际上可能在支持新神经元的产生和受损组织的修复方面发挥着至关重要的作用。” 利用这个模型，研究小组确定了 HBC 的一个特定亚群，其标志是它们产生蛋白质 KRT5，该亚群积极支持新嗅觉神经元的生成。研究人员观察到，这些特殊的 HBC 在类器官的形成中发挥着关键作用，他们发现，当这些细胞从类器官培养物中选择性去除时，新神经元的生成会受到显着损害。这些结果表明，这些曾经被认为处于休眠状态的干细胞是再生过程中的重要参与者。 “我们还观察了不同年龄小鼠的细胞，并在模型中培养它们，”他说。林说。 “我们发现年老小鼠细胞产生新神经元的能力下降。我们认为这是由于随着年龄的增长，GBC 数量减少，但我们需要做更多的工作来检验这一假设，如果是这样，就开发出让它们恢复活力的方法。” 该研究的主要作者，Juliana Gutschow Gameiro，前博士生。学生访问 GSBS，从巴西巴拉那州隆德里纳州立大学来到塔夫茨大学。林说，她致力于开发一种易于在资金和设备有限的实验室中创建的模型。