耳蜗毛细胞再生研究取得新进展 新基因工程有望治疗听力损伤

Segil 表示：“60% 以上达到退休年龄的人口都可能存在永久性的听力损失。我们的研究提出了新的基因工程方法，可用于引导胚胎内耳细胞中存在的一些相同的再生能力”。Segil 是干细胞生物学和再生医学系，以及南加州大学蒂娜和里克-卡鲁索耳鼻喉科-头颈外科系的教授。

在内耳中，听觉器官，也就是耳蜗，包含两种主要类型的感觉细胞。其中“毛细胞”，具有头发状的细胞突起，接收声音振动；以及所谓的“支持细胞”，发挥重要的结构和功能作用。

当脆弱的毛细胞因巨大的噪音、某些处方药或其他有害物而受到损害时，由此产生的听力损失在老年哺乳动物中是永久性的。然而，在生命的最初几天，实验室小鼠保留了支持细胞通过一个被称为“转分化”（transdifferentiation）的过程转变为毛细胞的能力，使听力损失得以恢复。到了一周岁时，小鼠就会失去这种再生能力–人类也会失去这种能力，可能在出生前就已经失去了。

基于这些观察，博士后学者陶立涛博士、研究生于浩泽（Vincent）和他们的同事仔细研究了导致支持细胞失去转分化潜力的新生期变化。

在支持细胞中，指示“转分化”为毛细胞的数百个基因通常是关闭的。为了打开和关闭基因，身体依靠激活和抑制分子来装饰被称为组蛋白的蛋白质。 作为对这些被称为“表观遗传学修饰”的装饰的回应，组蛋白将 DNA 包裹在每个细胞核中，控制哪些基因通过松散的包裹和可访问而被打开，哪些基因通过紧密的包裹和不可访问而被关闭。通过这种方式，表观遗传修饰调节基因活动，并控制基因组的新兴属性。

在新生小鼠耳蜗的支持细胞中，科学家们发现，毛细胞基因因缺乏激活分子H3K27ac和存在压抑分子H3K27me3而受到抑制。 然而，与此同时，在新生的小鼠支持细胞中，毛细胞基因因存在不同的组蛋白装饰，即H3K4me1而保持 "激活 "状态。 在支持细胞向毛细胞的转分化过程中，H3K4me1的存在对于激活毛细胞发育的正确基因至关重要。