人内耳类器官早期分化模型的建立与阶段鉴定OA

目的 验证由人诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)分化而来的人内耳类器官(human inner ear organoid,hIEO)构建方法的可行性。方法 通过模拟人内耳发育过程中BMP(bone morphogenetic protein)、TGF-β(transforming growth factor-beta)、FGF(fibroblast growth factor)、WNT(wingless-related integration site)、SHH(sonic hedgehog)等关键信号通路的时序性激活与衰减,对1名健康男性尿液来源的i PSCs进行h IEO诱导分化。通过明场观察和免疫荧光染色对h IEO早期发育阶段的分化特征进行了初步鉴定。结果 (1)通过激活FGF和BMP、抑制TGF-β,在分化第3天诱导至非神经外胚层,同时表达EYA1+GATA3+TFAP2A+ECAD+等非神经外胚层的特异性标志物。(2)通过序贯激活FGF、抑制BMP和TGF-β、激活WNT和SHH,依次在第10天诱导至听基板上皮、第15天分化至听窝。(3)通过抑制WNT联合激活SHH,在第42天形成圆形的听囊。且听囊内生成了MYO7A+POU4F3+F-actin+早期类毛细胞,并与NFL+早期类神经元之间形成潜在的早期连接结构。结论 本研究验证了i PSCs衍生的h IEO构建方法切实可行,生成了包含早期类毛细胞与早期类神经元形成潜在连接的早期h IEO,有望为深入解析内耳发育与耳聋致病机理等研究提供人类来源的体外模型。