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耳聋是人类常见残疾之一,其严重影响着人们的生活质量。目前临床上耳聋治疗的主要手段有佩戴助听器与电子耳蜗植入等,但它们都有局限性。干细胞可以作为耳聋治疗的一种手段,研究发现鼓阶途径移植进入外淋巴的干细胞可以迁移到外淋巴区域,但迁移机理尚不明确。为了更好地研究鼓阶途径干细胞移植对耳聋的治疗作用,我们选择在进化上与人类接近的猪为模式动物,观察移植进入的干细胞在耳蜗内的存活与分布情况。
第一章阿米卡星致聋大鼠耳蜗鼓阶上皮超微结构变化
目的:药物性耳聋是一种常见的听力损失类型,研究表明其内耳形态主要表现为毛细胞凋亡,螺旋神经节神经元退化等。通过干细胞移植来恢复受损或缺失的内耳细胞是一种潜在的治疗手段。本课题组前期实验表明干细胞移植到药物致聋的实验动物鼓阶,细胞可以向螺旋神经节神经元以及柯蒂氏器区域迁移,而移植对照组实验动物内耳干细胞很少发现迁移现象,也就是说药物致聋可以促进干细胞在内耳的迁移,我们推测这种迁移的发生与鼓阶上皮结构的改变有关。内耳的鼓阶与螺旋神经节神经元以及柯蒂氏器区域不相通,干细胞由鼓阶迁移至这些区域的途径还不清楚。本研究是通过观察药物致聋后与正常大鼠的鼓阶靠近螺旋神经节神经元与柯蒂氏器区域上皮的结构变化,发现干细胞移植到药物致聋大鼠内耳后发生迁移的结构基础。
材料与方法:实验组20只7日龄SPF级SD大鼠连续7天以200mg/kg/day剂量腹腔注射硫酸阿米卡星,对照组10只腹腔注射同等体积的生理盐水。停药后即刻、7天、14天、21天与28天分别测试听力,然后处死实验动物,一侧耳用4%多聚甲醛固定用于冰冻切片,另一侧耳用2.5%戊二醛固定后用于电镜观察。
结果:对照组实验动物听力正常,平均阈值在40 dBL(SPL);内耳柯蒂氏器完整,毛细胞无缺损,螺旋神经节神经元数目无减少;鼓阶上皮大都排列较紧密,小部分上皮之间存在间隙,但是间隙较小,各组形态变化不大。实验组为极重度感音神经性聋,平均阈值在105 dBL(SPL);内耳柯蒂氏器破坏,毛细胞缺失,原来柯蒂器所在区域被上皮取代;鼓阶上皮间隙经历了从排列相对紧密一松弛一相对紧密的过程,空洞的数目也经历由少到多再到少的过程。
结论:氨基糖苷类药物不仅可以导致柯蒂器细胞的缺失,而且还可以造成鼓阶侧靠近螺旋神经节神经元与柯蒂氏器侧上皮的间隙扩大,这种改变是可逆的,随着时间的延长可以自我恢复。
第二章猪耳后入路暴露中耳腔可行性探索
目的:在第一部分研究及本课题组前期研究发现的基础上,发现猪耳在发育和形态结构上与人类相似,可利用猪耳为研究对象来模拟人类的听觉疾病。本研究主要为了探索从小型猪耳后入路解剖途径进入中耳腔的可行性。
材料与方法:猪手术入路探索选取2月龄听力正常体重5-10kg健康贵州小香猪6只,每只猪右耳用于外淋巴移植,左耳当做空白对照。分别在术后1、2与4周测定实验动物听力变化,然后通过免疫荧光的方法观察手术对内耳的损伤。
结果:免疫荧光显示手术没有引起内耳毛细胞造成缺失,但是术后实验耳与对照耳平均阈值均比空白对照组提高15 dBL,该差别具有统计学意义。
结论:尽管鼓阶途径外淋巴移植后在一定程度上提高了听力阈值,耳后入路进入中耳可以作为暴露内耳的一种可行的方法。
第三章正常猪鼓阶途径干细胞移植的初步观察
目的:前面我们已经探讨了猪做为动物模型在耳科研究中的优势,同时摸索出一种可行的手术入路,本实验的目的在于观察干细胞通过鼓阶途径移植进入猪内耳后的存活与分布情况。
方法与材料:干细胞移植实验中选取2月龄听力正常体重5-10kg健康贵州小香猪6只,每只猪右耳用于干细胞移植,左耳当做空白对照。分别在术后1、2与4周测定实验动物听力变化,然后通过免疫荧光的方法观察干细胞的存活与分布。
结果:干细胞移植后实验耳比对照耳平均阈值提高15 dBL,与先前外淋巴组无差别;全耳蜗切片后免疫荧光未观察到通过鼓阶途径移植进入的干细胞在外淋巴中存活,实验中的细节还需改进然后做进一步的观察。
结论:未发现干细胞在内耳中存活与分布,干细胞能否在外淋巴液中存活还要细化实验步骤进一步验证。