我國科學(xué)家破解耳蝸聽覺毛細(xì)胞發(fā)育“基因密碼”

新華社上海1月31日電（記者張建松）耳蝸是重要的外周聽覺器官。我國科學(xué)家通過對耳蝸聽覺毛細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和功能學(xué)分析，破解了聽覺毛細(xì)胞發(fā)育的“基因密碼”。1月30日，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表了相關(guān)研究論文。

耳蝸毛細(xì)胞發(fā)育的遺傳調(diào)控示意圖（中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心供圖）

該研究由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心劉志勇研究組完成。據(jù)劉志勇介紹，哺乳動物的聲音感知依賴于耳蝸中的兩類聽覺毛細(xì)胞：內(nèi)毛細(xì)胞和外毛細(xì)胞。它們頂部都具有纖毛結(jié)構(gòu)，聲音振動使纖毛發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最終激活兩類毛細(xì)胞。其中，外毛細(xì)胞通過改變其細(xì)胞長度以發(fā)揮聲音放大器的作用；內(nèi)毛細(xì)胞則是主要的聲音感受細(xì)胞，與螺旋神經(jīng)節(jié)（聽神經(jīng)）形成突觸連接。

“我們通過在單細(xì)胞水平分析內(nèi)毛細(xì)胞和外毛細(xì)胞的顯著差異表達(dá)基因，發(fā)現(xiàn)了Casz1。它是一個鋅指轉(zhuǎn)錄因子，也是一個古老的決定細(xì)胞功能和命運(yùn)的基因，但其在耳蝸毛細(xì)胞中的功能還一無所知。”劉志勇說。

由于耳蝸毛細(xì)胞數(shù)量稀少，很難獲取，尤其是成年的耳蝸毛細(xì)胞在體外很容易死亡，科研人員必須用手工分選的方法才能獲得高質(zhì)量的毛細(xì)胞加以研究。經(jīng)過多年探索和堅(jiān)持，劉志勇帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功解析了Casz1基因功能，首次驗(yàn)證了Casz1在聽覺毛細(xì)胞中的雙重作用：發(fā)現(xiàn)該基因不僅能保障內(nèi)毛細(xì)胞的命運(yùn)和功能穩(wěn)定，還參與維持外毛細(xì)胞的存活。

在進(jìn)一步深入研究中，劉志勇研究團(tuán)隊(duì)通過單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組、電生理記錄、電鏡、細(xì)胞功能分析和構(gòu)建小鼠遺傳學(xué)模型等技術(shù)，解析了Casz1發(fā)揮其功能的分子機(jī)制，并找到了Casz1的核心下游效應(yīng)因子。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，該研究成果不僅為基礎(chǔ)聽覺科學(xué)研究領(lǐng)域增添了重要一環(huán)，也為未來促進(jìn)聽覺毛細(xì)胞再生及纖毛功能恢復(fù)，提供了潛在基因靶點(diǎn)，有望推動聽覺毛細(xì)胞損傷基因治療領(lǐng)域的發(fā)展，為聽力障礙患者帶來治療新思路。