我國科學家破解耳蝸聽覺毛細胞發育“基因密碼”

新華社記者 張建松

耳蝸是重要的外周聽覺器官。我國科學家通過對耳蝸聽覺毛細胞進行單細胞轉錄組和功能學分析，破解了聽覺毛細胞發育的“基因密碼”。1月30日，國際權威學術期刊《科學》在線發表了相關研究論文。

該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心劉志勇研究組完成。據劉志勇介紹，哺乳動物的聲音感知依賴於耳蝸中的兩類聽覺毛細胞：內毛細胞和外毛細胞。它們頂部都具有纖毛結構，聲音振動使纖毛發生偏轉，最終激活兩類毛細胞。其中，外毛細胞通過改變其細胞長度以發揮聲音放大器的作用；內毛細胞則是主要的聲音感受細胞，與螺旋神經節（聽神經）形成突觸連接。

“我們通過在單細胞水平分析內毛細胞和外毛細胞的顯著差異表達基因，發現了Casz1。它是一個鋅指轉錄因子，也是一個古老的決定細胞功能和命運的基因，但其在耳蝸毛細胞中的功能還一無所知。”劉志勇説。

由於耳蝸毛細胞數量稀少，很難獲取，尤其是成年的耳蝸毛細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量的毛細胞加以研究。經過多年探索和堅持，劉志勇帶領團隊成功解析了Casz1基因功能，首次驗證了Casz1在聽覺毛細胞中的雙重作用：發現該基因不僅能保障內毛細胞的命運和功能穩定，還參與維持外毛細胞的存活。

在進一步深入研究中，劉志勇研究團隊通過單細胞轉錄組、電生理記錄、電鏡、細胞功能分析和構建小鼠遺傳學模型等技術，解析了Casz1發揮其功能的分子機制，並找到了Casz1的核心下游效應因子。

業內專家認為，該研究成果不僅為基礎聽覺科學研究領域增添了重要一環，也為未來促進聽覺毛細胞再生及纖毛功能恢復，提供了潛在基因靶點，有望推動聽覺毛細胞損傷基因治療領域的發展，為聽力障礙患者帶來治療新思路。