科学家已经发现了内耳感觉细胞再生的自然障碍

来自NilSegil的USC干细胞实验室的科学家已经发现了内耳感觉细胞再生的自然障碍，这些感觉细胞在听觉和平衡失调中丢失。克服这一障碍可能是将内耳细胞恢复到新生状态的第一步，正如发表在

发育细胞

“永久性听力丧失影响超过60%的达到退休年龄的人口，”Segil说。Segil是干细胞生物学和再生医学系的教授，以及USC Tina和RickCaruso耳鼻喉科头颈外科的教授。“我们的研究提出了新的基因工程方法，可以用来引导胚胎内耳细胞的再生能力。”

在内耳，听觉器官，即耳蜗，包含两种主要类型的感觉细胞：“毛细胞”，它有接受声音振动的毛发状细胞投射；以及所谓的“支持细胞”，它们发挥着重要的结构和功能作用。

当脆弱的毛细胞因噪音、某些处方药或其他有害物质而受到损害时，导致的听力损失在老年哺乳动物中是永久性的。然而，在生命的最初几天里，实验小鼠保留了支持细胞转化为毛细胞的能力，这一过程被称为“转分化”，使其能够从听力损失中恢复过来。在一周大的时候，老鼠就失去了这种再生能力--在人类身上也丧失了，很可能在出生前就失去了。

基于这些观察，博士后学者陶立涛博士，研究生Haoze（文森特）于和他们的同事们仔细观察了新生儿的变化，这些变化会导致支持细胞失去其转分化的潜力。

在支持细胞中，指导转分化为毛细胞的数百个基因通常被关闭。为了打开和关闭基因，身体依赖于激活和抑制分子，这些分子装饰着被称为组蛋白的蛋白质。作为对这些被称为“表观基因修饰”的修饰的回应，组蛋白将DNA包裹在每个细胞核中，通过松散包装和访问控制哪些基因被“打开”，而哪些基因通过被紧紧包裹和不可接触而被“关闭”。通过这种方式，表观遗传修饰调控了基因的活性，并控制了基因组的涌现性。

在新生小鼠耳蜗的支持细胞中，科学家发现，由于缺乏活化分子H3K27ac和抑制分子H3K27me3的存在，毛细胞基因受到抑制。然而，与此同时，在新生小鼠的支持细胞中，毛细胞基因被保持“启动”激活，但存在不同的组蛋白装饰，H3K4me1。在支持细胞向毛细胞的转分化过程中，H3K4me1的存在是激活毛细胞发育的正确基因的关键。

不幸的是，随着年龄的增长，耳蜗的支持细胞逐渐失去H3K4me1，使其退出启动状态。然而，如果科学家们添加了一种药物来防止H3K4me1的丢失，那么支持细胞就会暂时处于转分化状态。同样地，来自前庭系统的支持细胞，自然维持H3K4me1，仍然准备转分化为成年。

Segil说：“我们的研究提高了使用治疗药物、基因编辑或其他策略来进行表观遗传修饰的可能性，即利用内耳细胞潜在的再生能力来恢复听力。”类似的表观遗传修饰也可能被证明对其他不可再生的组织有用，如视网膜、肾脏、肺和心脏。