这项研究于年5月1日在线发表在《自然生物技术》杂志上，由IU医学院耳鼻喉科和头颈外科副教授KarlR.Koehler博士和hashino博士与哈佛医医院耳鼻喉科教授Jeffrey合作进行。这项研究是基于该小组先前的工作，使用了一种称为“三维培养”的技术，该技术包括在漂浮的球形聚集体中培养干细胞，与传统的细胞培养不同，细胞在培养皿表面的扁平层中生长。科勒博士说，这使细胞之间的相互作用复杂化，并创造了一个更接近人体在发育过程中所发生情况的环境。
通过以这种方式培养人类干细胞并用特定的信号分子进行处理，研究人员可以引导细胞通过与人类内耳发育相关的关键过程。这使得科学家们称之为内耳的“器官样”结构，一种包含内耳感觉和支持细胞的三维结构。
“这本质上是如何用干细胞制造人类内耳的秘密，”这项研究的主要作者、一个致力于模拟人类发展的研究实验室科勒博士说，“在调整配方大约一年之后，我们震惊地发现，我们可以在豌豆大小的细胞聚集中制造出多个内耳器官。”
研究人员使用CRISPR基因编辑技术来修饰干细胞，这些干细胞产生荧光标记的内耳感觉细胞。他们分析了被标记的细胞，发现它们的器官样器官含有大量的感觉细胞，这些感觉细胞与检测人类内耳重力和运动的细胞具有相同的功能特征。
“我们还发现了神经元，像那些从耳朵向大脑发送信号的神经元，它们与感觉细胞相连，”科勒博士说，“这是这些器官的一个令人兴奋的特征，因为这两种细胞类型对正常的听力和平衡都至关重要。”
哈希诺博士说，这些发现“确实改变了游戏规则，因为到目前为止，潜在的药物或治疗方法已经在动物细胞上进行了测试，这些细胞的行为通常不同于人类细胞。”
研究人员目前正在使用人类内耳器官来研究已知导致耳聋的基因如何扰乱内耳的正常发育，并计划开始使用人类内耳器官进行首次药物筛选。
哈希诺博士说：“我们希望找到新的药物，帮助严重听力障碍患者的内耳毛细胞再生。”