Wnt信号在新生小鼠毛细胞损伤模型中对Axin2阳性耳蜗干细胞调控机制的研究

Abstracts:.The main reason for sensorineural hearing loss is the irreversible loss of sensory hair cells. My previous studies have reported that the Wnt-responsive Axin2+ cells are cochlear stem cells and also found Wnt signals can regulate the proliferation of these Axin2+ cochlear stem cells. Canonical Wnt signaling is a well-conserved pathway which is critical for the self-repair of many organs. However in neonatal cochlear hair cell damage model, the role of Wnt signaling pathway and Axin2+ cochlear stem cells in cochlea self-repair is still not clear. This project has been designed to systematically investigate the role of Wnt signaling pathway in regulating these Axin2+ cochlear stem cell after hair cell loss in the inner ear, with the goal to promote hair cell regeneration from these Axin2+ cochlear stem cell, thus partially recover the hearing function in neonatal cochlea hair cell damage model. In this project we propose to fulfill the following aims: Aim1: we will characterize the proliferation, differentiation and hair cell regeneration capacity of these Axin2+ cochlear stem cell in neonatal cochlea hair cell damage model both in vitro and in vivo; Aim2: we will investigate how Wnt signal regulate the proliferation and differentiation of these Axin2+ cochlear stem cell, thus promote hair cell regeneration; Aim3: we will investigate the function of new regenerated hair cell; Aim4: we will investigate the correlative hearing restoration of Wnt induced hair cell regeneration by ABR and DPOAE. The goal of this study is to establish the experimental foundation for the clinical treatment of sensorineural hearing loss by stem cell therapy.

感音神经性聋主要由耳蜗毛细胞不可逆损失造成。申请人之前的研究表明在内耳中Wnt相关Axin2阳性细胞是耳蜗干细胞，并且Wnt信号可以促进其增殖。目前研究表明Wnt信号在多种器官的自我修复中具有重要作用，但在新生小鼠毛细胞损伤模型中，Wnt信号通路和耳蜗干细胞在耳蜗自我修复中起的作用及其调控机制还不清楚。本项目围绕Wnt信号通路对耳蜗干细胞调控机制的研究，在新生小鼠离体和活体毛细胞损伤模型中促进耳蜗干细胞再生出具有功能的毛细胞，以期能部分恢复听觉功能。拟实现以下研究目标：一 在新生小鼠离体和活体毛细胞损伤模型中，研究Axin2阳性耳蜗干细胞增殖分化及再生毛细胞的能力；二 研究Wnt信号如何调控这些耳蜗干细胞的增殖和分化，从而促进毛细胞再生；三 研究新生毛细胞的功能；四 检测通过Wnt信号通路促进耳蜗干细胞再生毛细胞所导致的听觉功能恢复。本项目将为临床上应用耳蜗干细胞治疗听力损失奠定实验基础。

感音神经性聋主要由耳蜗毛细胞不可逆损失造成。申请人之前的研究表明在内耳中存在内耳前体干细胞，并且Wnt信号可以促进其增殖。目前研究表明Wnt信号在多种器官的自我修复中具有重要作用，但在新生小鼠毛细胞损伤模型中，Wnt信号通路和耳蜗干细胞在耳蜗自我修复中起的作用及其调控机制还不清楚。本项目围绕Wnt信号通路对耳蜗干细胞调控机制的研究，在新生小鼠离体和活体毛细胞损伤模型中促进耳蜗干细胞再生出具有功能的毛细胞，以期能部分恢复听觉功能。本项目主要发现了在新生小鼠离体和活体毛细胞损伤模型中，内耳前体干细胞可以增殖分化及再生毛细胞；同时我们研究发现激活Wnt信号可以促进内耳前体干细胞的增殖和分化，从而促进毛细胞再生，并且这些新生的毛细胞部分具有纤毛结构；除此之外申请人通过毛细胞损伤模型，通过Wnt，Notch，Shh，Hippo，Foxg1等信号通路的条件性敲除或过量表达小鼠，系统的研究内耳干细胞的调控机制，并通过多种信号通路的协同调控在毛细胞损伤模型中促进这些细胞再生具有功能的毛细胞，从而一定程度上恢复耳蜗的结构和功能。我们在小鼠毛细胞损伤模型中，发现激活Wnt，shh信号可以促进内耳干细胞的增殖，抑制Notch信号可以促进内耳干细胞分化为毛细胞，抑制Hippo可以促进内耳干细胞的增殖，而Foxg1基因的敲降会促进毛细胞的再生；而通过Wnt和Notch信号的协同调控可以促进内耳干细胞的增殖分化和毛细胞再生。相关工作发表SCI文章32篇，其中影响因子大于10文章1篇，5-10分文章17篇，另著有一篇论著，所有目标按计划并超额完成。