神秘細胞現身魚類感覺器官，它們有什麼作用？_風聞

科學家在斑馬魚身上發現了一種從未被描述過的細胞類型——離子轉運細胞。該發現有助於人類通過刺激毛細胞的再生來恢復聽力。

斑馬魚側線神經丘和離子轉運細胞的共焦顯微鏡圖像。

相較於魚類和雞等其他脊椎動物，哺乳動物在進化意義上的缺點之一是無法再生感覺毛細胞。我們耳朵內的毛細胞負責將聲音振動和重力轉化為電信號，這些電信號幫助我們探測聲音、保持平衡並完成空間定向。某些因素（如噪音、抗生素或年齡）會導致內耳毛細胞死亡，從而造成聽力損失和前庭缺陷。此外，毛細胞周圍液體的離子組成也需嚴格控制，否則毛細胞功能將受損。

通過毛細胞再生恢復聽力的醫學療法並非無法實現，美國斯托爾斯醫學研究所的團隊正在利用魚類展開相關研究。研究領導者Tatjana Piotrowski博士説：“為了詳細瞭解使魚類能夠再生毛細胞的分子機制和基因，我們需要了解哪些細胞可以產生再生毛細胞，以及感覺器官中存在多少種細胞類型。”

Piotrowski實驗室探索了斑馬魚側線感覺毛細胞的再生。這些細胞位於魚皮表面，易於觀察。側線的感覺器官被稱為神經丘，含有支持細胞，可以輕易分化成新的毛細胞。此前曾有研究證明，神經丘的細胞來源於神經基板。然而，這次的實驗結果表明，雖然斑馬魚神經丘的大多數細胞確實起源於神經基板，但並非所有細胞都是如此。

研究人員在4月19日發表於《發育細胞》雜誌的一篇論文中描述了他們在胚後期及成年動物神經丘中偶然發現的一對沒有側線標記的細胞。當使用Zebrabow技術（用於斑馬魚的活體多色成像技術）追蹤胚胎細胞的發育過程時，這些細胞的標記顏色不一樣。“雖然這些細胞在神經丘中都有相對固定的位置，但它們並不總是在那裏。有些神經丘有，有些沒有，這讓我們很意外。”利用單細胞RNA測序的實驗方法，研究人員最終將這些細胞認定為離子轉運細胞——一種能夠調節附近液體離子組成的特殊類型細胞。利用譜系追蹤，他們確定離子轉運細胞來源於神經丘周圍的皮膚細胞。他們將這些細胞命名為神經丘相關離子轉運細胞。

研究人員觀察到，離子轉運細胞祖細胞以成對的方式遷移到神經丘，在其他支持細胞和毛細胞之間重新排列。這種現象在斑馬魚的早期幼體、後期幼體以及成魚階段都有發生。神經丘相關離子轉運細胞的入侵頻率與發育階段有關，甚至連幼魚從富離子胚胎培養基轉移到貧離子水中時也會出現這種現象。

在每對細胞中，他們確定只有一個細胞被Notch信號通路報告器標記為熒光紅色或綠色蛋白。此外，兩個細胞都有延伸到神經丘的頂端或頂面，常為薄突起。Notch陰性細胞顯示出指向神經丘內腔的獨特“牙刷樣”微絨毛。

研究人員表示：“我們的研究首次表明，即使是在成年動物體內，離子轉運細胞也會侵入感覺器官，而且它們這樣做只是對動物生活環境的變化作出反應。因此，這些細胞也許能發揮重要作用，使動物適應不斷變化的環境條件。” 該發現或許能幫助人類通過刺激毛細胞再生來恢復聽力。

（部分圖片來源於網絡）

◎編譯 | 小貝

◎審稿 | 西莫

◎責編 | 陳之涵

◎期刊來源 | 《發育細胞》

◎期刊編號 | 1534-5807

◎原文鏈接：

https://phys.org/news/2021-04-discovery-elusive-cell-fish-sensory.html

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來源：轉自微信公眾號“科學大觀園雜誌”