內(nèi)耳類器官
內(nèi)耳類器官可以由多能干細(xì)胞或單能干細(xì)胞誘導(dǎo)，如胚胎干細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞和內(nèi)耳干細(xì)胞(圖1)。多能干細(xì)胞形成內(nèi)耳類器官需要多種細(xì)胞因子或小分子藥物來(lái)完美再現(xiàn)內(nèi)耳發(fā)育的各種特征，而成體干細(xì)胞由于具有單能性，可以直接誘導(dǎo)分化。
  內(nèi)耳類器官可以由多能干細(xì)胞或單能干細(xì)胞誘導(dǎo)，包括內(nèi)耳干細(xì)胞、胚胎干細(xì)胞、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。
 
通過(guò)在三維培養(yǎng)基質(zhì)中加入特定的生長(zhǎng)因子和小分子，誘導(dǎo)多能干細(xì)胞發(fā)育成自組織類器官結(jié)構(gòu)。三維培養(yǎng)的類器官在功能組織誘導(dǎo)、疾病建模、藥物篩選等方面有著廣泛的應(yīng)用，具有很大的基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化應(yīng)用潛力。
在3D培養(yǎng)條件下，為了優(yōu)化培養(yǎng)過(guò)程中細(xì)胞-細(xì)胞和細(xì)胞-細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的連性，除了通過(guò)細(xì)胞因子和小分子誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)育過(guò)程外，還有多種平臺(tái)用于優(yōu)化3D細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，主要分為兩大類:外力介導(dǎo)的無(wú)支架系統(tǒng)(如懸浮液滴、旋轉(zhuǎn)和磁性方法)和基于3D支架的系統(tǒng)(如微流控芯片和水凝膠基質(zhì)等)。
內(nèi)耳起源于外胚層。將人ESCs (WA25細(xì)胞系)培養(yǎng)于含有低濃度基質(zhì)膠（Matrigel）和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子（FGF）的培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)外胚層分化形成致密的球形細(xì)胞團(tuán)。隨后，抑制TGF信號(hào)通路，用BMP - 4刺激外胚層分化，導(dǎo)致第4天非神經(jīng)外胚層（NNE）和神經(jīng)外胚層分化。
隨后，用LDN‐193189抑制BMP信號(hào)并添加FGF‐2誘導(dǎo)細(xì)胞聚集向耳部-鰓外基板結(jié)構(gòu)域（OEPD）分化，OEPD在第8天形成，而隨后用糖原合成酶激酶3β(GSK3β)抑制劑CHIR99021處理，結(jié)果顯示聚集物在第12天表面出現(xiàn)上皮突起，預(yù)示著內(nèi)耳類器官的形成(圖2)。
 
內(nèi)耳類器官可以用來(lái)模擬耳蝸毛細(xì)胞的形成。內(nèi)耳類器官具有與正常耳蝸毛細(xì)胞相似的形態(tài)和功能，廣泛應(yīng)用于藥物的靶向篩選和發(fā)現(xiàn)、疾病模型的構(gòu)建和機(jī)制的研究、毛細(xì)胞再生醫(yī)學(xué)和器官修復(fù)等領(lǐng)域。
由于內(nèi)耳的精細(xì)和復(fù)雜，目前還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出能夠在體外最大限度地模擬內(nèi)耳的類器官的方法。此外，內(nèi)耳類器官僅產(chǎn)生前庭感覺(jué)樣結(jié)構(gòu)和未成熟的耳蝸毛細(xì)胞。需要進(jìn)一步修改協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)策略，以開(kāi)發(fā)新的方法來(lái)誘導(dǎo)和分化具有分離特性的不同細(xì)胞類型，包括如何獲得成熟的耳蝸毛細(xì)胞，新生的毛細(xì)胞是否具有細(xì)胞間連接，內(nèi)耳類器官在應(yīng)對(duì)導(dǎo)致人類和其他哺乳動(dòng)物耳聾的相同外源性損傷時(shí)是否與天然耳蝸相似。以及如何在體外重現(xiàn)調(diào)節(jié)內(nèi)耳血液供應(yīng)的血管系統(tǒng)。此外，由于不同來(lái)源的內(nèi)耳類器官的異質(zhì)性，類器官的生產(chǎn)效率和可重復(fù)性有待提高。要實(shí)現(xiàn)在培養(yǎng)皿中產(chǎn)生用于臨床藥物篩選和干細(xì)胞治療的功能性內(nèi)耳類器官的目標(biāo)，還有很長(zhǎng)的路要走。
 
參考文獻(xiàn)：
Jieyu Qi,Liyan Zhang,Xiaohan Wang, et al. Modeling, applications and challenges of inner ear organoid. Smart Medicine. 2024;0 (0):0-0. doi:10.1002/smmd.20230028