Сенсорные волосковые клетки в Кортиевом органе внутреннего уха млекопитающих не регенерируются, когда теряются вследствие повреждения, болезни или связанной с возрастом глухоты. Эт о контрастирует с др. позвоночными, такими как птицы, где гибель волосковых клеток заставляет окружающие поддерживающие клетки вступать снов в клеточный цикл и давать как новые волосковые клетки, так и поддерживающие клетки^1,2. Неясно с чем связано отсутствие способности регенерации волосковых клеток у млекопитающих, с внутренне присущей неспособностью поддерживающих клеток делиться и дифференцироваться или с отсутствием или блокадой регенеративных сигналов. В данной работе было показано, что пост-митотические поддерживающие клетки³ очищенные из постнатальной улитки мышей сохраняют способность делиться и трансдифференцироваться в новые волосковые клетки в культуре. Более того, было установлено, что зависимые от возраста изменения в пролиферативной способности поддерживающих клеток обусловлены частично изменениями в способности подавлять циклин-зависимый киназный ингибитор p27^Kip1 (известный также как Cdkn1b).

Экспрессия green fluorescent protein (GFP) наблюдается во всех типах поддерживающих клеток, включая межфаланговые клетки, pillar клетки, Deiter's клетки и в меньшей степени Гензеновские клетки (Fig.1a,b). Этот паттерн экспрессии в основном воспроизводит таковой эндогенного p27^Kip1 белка, который, за исключением Claudius клеток, экспрессирует низкие количества трансгена. Важно, что волосковые клетки не экспрессируют p27^Kip1 белок или р27-gfp трансген. Функциональное и анатомическое созревание Кортиева органа у мышей не заканчивается с рождением и продолжается вполть до начала появления слуха. Выявлены маркеры, связанные с созреванием волосковых клеток в культуре р75^NGFR+ поддерживающих клеток. Это myosin-VIIa¹², calrethinin¹⁸, phalloidin-labelled stereocilia и epsin¹⁹. Витальная окраска FM1-43? которая воспринимается волосковыми клетками²⁰ также специфически метит живые Math1-GFP+ клетки в этой культуре.

Анализ p27-gfp трансгенного органа Корти со стадии Р14 у мышей, когда трансгенная экспрессия ограничивается субнабором поддерживающих клеток, включая pillar, Hensen's и межфаланговые клетки, но не Deiter's клетки (Fig.4a,b). В противоположность поддерживающим клеткам новорожденных менее 2% поддерживающих клеток на ст. Р14 вступают снова в клеточный цикл, а p27^Kip1 не снижает экспрессии в оставшихся 98% постмитотических поддерживающих клеток. Тем не менее поддерживающие клетки всё ещё агрегированы, формируют небольшие эпителиальные островки и после 12 делений в среднем 2.5 myosin VI+ клеток, лишенные BrdU, могут наблюдаться в E-cadherin+ эпителиальных островках, так что эти клетки скорее всего возникают в результат трансдифференцировки поддерживающих клеток. Урожай волосковых клеток, генерируемых на ст. Р14 поддерживающими клетками (2.5 клеток на 100 выживших помещенных клеток) сравним с тем. что наблюдается в Р3 культуре (25 клеток на 870 выживших помещенных клеток).

Считается, что p27^Kip1 участвует в поддержании постмитотического состояния поддерживающих клеток. Поддерживающие клетки (94% очистка) от Р14 p27^Kip1 нулевых мышей, идентифицированные по экспрессии Е-cadherin, снова вступали в клеточный цикл и существенно увеличивали частоту по сравнению с контролем.

Митотическая регенерация не обнаружена в постнатальной улитке млекопитающих²². Хотя недавние результаты показали, что форсированная экспрессия Math1 в клетках внутреннего уха млекопитающих может приводить к их дифференцировке в волосковые клетки^23,24. В отличие от регенерации у птиц^25,26 . эта дифференцировка, по-видимому, происходит без соответствующей пролиферации поддерживающих клеток.

Следовательно, постнатальные поддерживающие клетки у млекопитающих являются потенциальными мишенями для терапевтических манипуляций.