在一項(xiàng)對(duì)老鼠的研究中，約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種分子開(kāi)關(guān)，它會(huì)關(guān)閉動(dòng)物修復(fù)內(nèi)耳受損細(xì)胞的能力。這一發(fā)現(xiàn)揭示了許多鳥(niǎo)類和魚(yú)類的再生能力，但在包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物中是被禁止的。
該研究于2020年9月8日發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》。
約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)副教授Angelika Doetzlhofer博士說(shuō)：“我們可能首次發(fā)現(xiàn)了一些東西，可以解釋為什么人類會(huì)失去修復(fù)與聽(tīng)力損失相關(guān)的細(xì)胞的能力。”-研究的作者。
在美國(guó)，超過(guò)3700萬(wàn)成年人報(bào)告了聽(tīng)力損失。在大多數(shù)情況下，它是由人類耳朵深處被稱為毛細(xì)胞的聲音受體細(xì)胞的破壞引起的。這些細(xì)胞排列在耳蝸的螺旋壁(內(nèi)耳的骨骼結(jié)構(gòu))上，捕捉在這個(gè)區(qū)域回響的聲波。然后，他們將振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電脈沖，然后通過(guò)神經(jīng)傳輸?shù)酱竽X。
毛細(xì)胞由一層稱為支持細(xì)胞的細(xì)胞保持健康。在鳥(niǎo)類和魚(yú)類中，支持細(xì)胞可以作為祖細(xì)胞來(lái)替代丟失的毛細(xì)胞。對(duì)哺乳動(dòng)物的最新研究表明，在動(dòng)物開(kāi)始聽(tīng)覺(jué)之前，支持細(xì)胞在生命早期就具有一定的再生潛力。例如，小鼠幼崽的支持細(xì)胞可以在出生時(shí)產(chǎn)生新的毛細(xì)胞。然而，修復(fù)或更換它們的能力將在一周內(nèi)停止。此時(shí)，對(duì)毛細(xì)胞的任何損傷都是不可逆的。
基于這些來(lái)自之前老鼠研究的數(shù)據(jù)，Doetzlhofer和他的合著者李曉軍博士(她實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員)認(rèn)為嚙齒動(dòng)物是一種更好地了解什么可以控制哺乳動(dòng)物繁殖能力下降的方法。
研究人員通過(guò)分別跟蹤名為L(zhǎng)IN28B和let-7的小鼠體內(nèi)蛋白質(zhì)和MicroRNA的水平來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。LIN28B和let-7被科學(xué)家稱為“相互激動(dòng)劑”，這意味著它們可以控制彼此在細(xì)胞中的功能。
他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)let-7的等級(jí)上升時(shí)，LIN28B的等級(jí)同時(shí)下降，從而關(guān)閉了老鼠的再生能力。
兩位研究人員發(fā)現(xiàn)，沒(méi)有LIN28B，毛細(xì)胞就不會(huì)再生。他們通過(guò)使用基因工程小鼠的耳蝸組織和細(xì)胞進(jìn)行測(cè)試，這些蛋白質(zhì)和興奮性核糖核酸可以根據(jù)需要打開(kāi)和關(guān)閉。
研究人員表示，他們的發(fā)現(xiàn)表明，LIN28B是決定毛細(xì)胞是否保留再生能力的決定性因素。他們認(rèn)為L(zhǎng)IN28B通過(guò)打開(kāi)支持細(xì)胞中的祖先特異性基因來(lái)促進(jìn)再生過(guò)程，然后將支持細(xì)胞重新編程為毛細(xì)胞祖細(xì)胞。
“最激動(dòng)人心的部分是看到操縱這些因素的巨大效果。我們開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，希望得到任何一種反應(yīng)，看到恢復(fù)再生能力真的很令人興奮，”Doetzlhofer說(shuō)。
研究人員表示，對(duì)毛細(xì)胞再生背后的生物學(xué)有更好的理解，可能會(huì)導(dǎo)致未來(lái)聽(tīng)力損失治療的發(fā)展。
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