使用一种新开发的三维模型来研究鼻腔中神经组织的再生，塔夫茨大学医学院和生物医学科学研究生院的研究人员及其同事发现，一种原本被认为处于休眠状态的干细胞可能在维持嗅觉方面发挥着比原先认为更重要的作用。
与中枢神经系统中的细胞不同，鼻腔中的感觉神经元具有在整个生命过程中不断再生的能力，尽管它们几乎不断暴露于外部环境中。
病毒性感染（如COVID-19）、毒素暴露或衰老本身都可能减弱这些细胞的功能或其复制能力，从而导致部分或完全丧失嗅觉。
该研究团队开发了一种新的、易于创建的三维嗅觉组织小鼠模型或类器官，以帮助科学家更好地研究鼻腔中如何不断形成新的神经元以及为什么这一过程可能在疾病和衰老过程中下降。他们的研究成果最近发表在《细胞报告方法》上，使用这种小鼠模型展示了鼻腔中的两种干细胞——水平基底细胞（HBCs）和球形基底细胞（GBCs）是如何相互交流和支持彼此生成新的嗅觉神经组织的。
“我们的研究表明，这两种干细胞可能是相互依赖的，”该研究的资深作者、发育、分子和化学生物学系的研究助理教授Brian Lin说。“我们原以为主要处于休眠状态的一种细胞——HBCs——实际上可能在支持新神经元的生成和受损组织的修复中发挥关键作用。”
利用这一模型，研究小组识别出一种特定的HBC亚群，这些细胞通过产生KRT5蛋白来活跃地支持新嗅觉神经元的生成。研究人员观察到，这些特定的HBCs在类器官的形成中起着关键作用，并且当这些细胞从类器官培养物中选择性耗尽时，新神经元的生成显著受损。这些结果表明，这些曾经被认为处于休眠状态的干细胞在再生过程中是必不可少的参与者。
“我们还研究了来自不同年龄段小鼠的细胞，并在模型中进行培养。我们发现，随着年龄的增长，较老的小鼠细胞生成新神经元的能力有所下降。我们认为这可能是由于随着年龄增长GBC数量减少所致，但我们还需要进一步的工作来验证这一假设，并找到重新激活它们的方法。”Lin补充道。
Lin表示，她致力于开发一种在资金和设备有限的实验室中也能轻松创建的模型。最终目标是使用这种小鼠嗅觉感觉神经元组织模型作为途径，开发出一种可以用于筛选药物的人类类器官，以治疗那些嗅觉显著减退或丧失的患者。
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