Les scientifiques emploient la technologie neuve pour produire le plan d'expression du gène du développement de cellules d'oreille interne

Utilisant un ARN-seq unicellulaire appelé sensible de technologie neuve sur des cellules des souris, les scientifiques ont produit le premier plan à haute résolution d'expression du gène de l'oreille interne nouveau-née de souris. Les découvertes fournissent l'analyse neuve dans la façon dont les cellules épithéliales dans l'oreille interne se développent et différencient dans les cellules spécialisées qui remplissent des fonctionnements critiques pour le reste entendant et de mise à jour. Comprenant comment la forme importante de ces cellules peut fournir une fondation pour le développement potentiel des traitements cellulaires pour traiter la perte auditive et les troubles de l'équilibre. La recherche a été conduite par des scientifiques à l'institut national sur la surdité et d'autres troubles de la communication (NIDCD), une partie des instituts de la santé nationaux.

Dans une étude d'accouplement aboutie par les scientifiques NIDCD-supportés à l'École de Médecine d'Université du Maryland et les scientifiques à l'École de Médecine de Sackler à l'université de Tel Aviv, les chercheurs avaient l'habitude une technique assimilée pour recenser une famille des protéines critiques pour le développement des cellules d'oreille interne. Les deux études étaient en ligne publié le 15 octobre dans les transmissions de nature de tourillon.

« La perte auditive relative à l'âge se produit graduellement dans la plupart d'entre nous pendant que nous vieillissons. Elle est l'une des conditions les plus courantes parmi des adultes plus âgés, affectant la moitié des gens au-dessus de l'âge 75, » a dit James F. Battery, Jr., M.D., Ph.D., directeur du NIDCD. « Ces découvertes neuves peuvent mener aux demandes de règlement régénératrices neuves pour cet enjeu de santé publique critique. »

Les cellules épithéliales sensorielles spécialisées dans l'oreille interne incluent les cellules de cheveu et les cellules de support, qui fournissent aux cellules de cheveu le support structurel et fonctionnel essentiel. Cellules de cheveu et cellules de support situées dans le limaçon--la structure en forme d'escargot dans l'oreille interne--travaillez ensemble pour trouver le son, de ce fait en nous permettant d'entendre. En revanche, les cellules de cheveu et les cellules de support dans l'utricle, une poche remplie de fluide près du limaçon, jouent un rôle critique en nous aidant mettent à jour notre reste. Ces cellules trouvent comment nous déménageons nos têtes et comment nos têtes sont positionnées ; cette information indique notre cerveau, par exemple, si nous sommes restants ou se couchants. L'utricle est l'un de plusieurs structures et organes dans le fuselage qui fournissent notre sens de reste ; ensemble, ils comportent le système vestibulaire.

Des cellules de cheveu et les cellules de support peuvent être endommagées par des médicaments, infections ou maladie, blessures, ou vieillissement, menant aux problèmes de perte auditive et de reste. Chez l'homme, ces cellules ne peuvent pas naturellement se réparer, ainsi les traitements efficaces sont limités.

De plus, il y a seulement de quelques milliers de ces cellules sensorielles ; elles sont rempliées profondément dans une glissière osseuse, les rendant difficiles à étudier.

Pour gagner une meilleure compréhension de développement de cellules d'oreille interne, Matthew Kelley, le Ph.D., le responsable de la partie sur la neurologie de développement au NIDCD, et son équipe de recherche avaient l'habitude ARN-seq unicellulaire, une technologie neuve qui peut extraire des caractéristiques complètes d'activité de gène de juste une cellule. D'autres méthodes pour obtenir ce type de données exigent type des milliers de cellules. Connaître quels gènes sont en activité peut indiquer des scientifiques beaucoup au sujet des différentes caractéristiques et du fonctionnement des cellules.

L'équipe de Kelley a analysé 301 cellules--quelques cellules de cheveu et quelques cellules de support--pris du limaçon et de l'utricle des souris nouveau-nées. En comparant les profils d'activité de gène des cellules, les chercheurs ont trouvé de seules configurations en cellules de cheveu et cellules de support. Ils ont également découvert la preuve pour des sous-groupes de cellules dans chacun de ces types. Tandis que peu est connu au sujet de ces sous-groupes, les chercheurs spéculent que les configurations distinctes d'activité de gène des cellules peuvent réfléchir des fonctionnements spécialisés.

Les caractéristiques ont également permis aux scientifiques de recenser les configurations de développement distinctes de l'activité de gène. Les cellules dans la pièce vestibulaire de l'oreille interne se développent aux régimes quelque peu différents, ainsi chaque cellule était à une remarque légèrement différente dans sa maturité quand les chercheurs l'ont examinée. En analysant les profils d'activité de gène des cellules, les scientifiques pouvaient recenser les gènes qui sont en activité à chaque stade de développement, mettant en lumière des indices importants au sujet de la façon dont les cellules de cheveu spécialisées sont formées.

« Utilisant cette technique de profilage unicellulaire fournit une option neuve pour recenser l'activité génétique des cellules, en particulier dans les systèmes avec des numéros limités des cellules, comme l'oreille interne, » a dit Kelley, auteur supérieur de l'étude. Le « recensement des plans d'expression du gène pour le développement des cellules d'oreille interne est essentiel à comprendre comment ils forment, et peut nous aider à produire des voies de régénérer ces cellules. »

Dans la deuxième étude, les chercheurs ont également tiré profit de la technologie ARN-seq. Les chercheurs avaient l'habitude une approche de calcul-expérimentale pour rechercher des régions de réglementation courantes dans les gènes exprimés en cellules de cheveu. Les scientifiques ont constaté qu'un groupe de facteur de déclenchement appelé Xs de régulateurs de gène (RFX) aide à piloter les gènes qui sont préférentiellement en activité en cellules de cheveu.

Les chercheurs ont également prouvé que les gènes de RFX ont un rôle essentiel dans l'audition. Les souris manquant de deux protéines de RFX ont commencé à détruire leurs cellules de cheveu et leur audition environ deux semaines après la naissance. Après trois mois, ces souris étaient complet sourdes. Les chercheurs ont conclu que les régulateurs de gène de RFX, tandis que non essentiels tôt dans le développement des cellules de cheveu, sont nécessaires pour la maturation et la survie à long terme des cellules.

Source:

NIH/National Institute on Deafness and Other Communication Disorders