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为治疗听力损伤提供新思路,上海科学家在耳蜗毛细胞再生领域获里程碑式发现

时间:2021-09-09 10:49 来源:上观新闻

耳蜗外毛细胞是声音的放大器,其Prestin蛋白能显著提高对声音感知的灵敏度。耳毒性药物、噪音和衰老等因素均可以造成外毛细胞的损伤,最终导致严重的听力损伤。人类和其他哺乳类动物均丧失了自我再生毛细胞的能力,如何将成年支持细胞转分化为毛细胞,尤其是有功能的外毛细胞,一直是听觉领域一个重要但悬而未决的科学问题。

日前,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘志勇研究组,首次在成年小鼠耳蜗内实现了转分化支持细胞为Prestin阳性的外毛细胞。《电子生命》期刊评价,这是耳蜗毛细胞再生领域一个里程碑式的重要研究成果。

Atoh1是耳蜗毛细胞发育过程的一个重要基因,虽然其在体内过表达,能把幼年小鼠支持细胞转分化为毛细胞,但遗憾的是其无法将成年支持细胞转变为毛细胞。Ikzf2则是在耳蜗外毛细胞特异表达的另一个基因,其功能突变会导致外毛细胞发育障碍。刘志勇研究组提出一个研究假说:如果上述两个基因同时过表达,能够把成年小鼠支持细胞转分化为Prestin阳性的外毛细胞。这个假说最终被实验结果证实,更令人鼓舞的是,这两个基因的协同转分化效率在外毛细胞损伤模型中大大提高,达到16%-29%。

为进一步确定新生外毛细胞的特征,刘志勇研究组进行了超高分辨率的扫描电镜和单细胞转录组分析。研究显示,新生的外毛细胞顶部不仅具有纤毛,其基因表达谱也与野生型外毛细胞相似,而与内耳其他类型的毛细胞有明显的差别。新生外毛细胞的成熟度大大超过了之前的研究,为临床治疗外毛细胞损伤提供了更深入的理论基础。