在人類中，一旦內耳的感受毛細胞（聽覺和保持平衡所需的關鍵細胞）受損，通常是永久性的，無法自行再生，從而導致聽力喪失、耳聾甚至平衡障礙。而斑馬魚等水生動物卻可以輕松再生這些毛細胞，這一顯著差異引發(fā)了科學家的濃厚興趣。

近期，斯托沃斯醫(yī)學研究所的科學家們發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）上的研究指出，他們發(fā)現(xiàn)了兩種關鍵基因在斑馬魚的毛細胞再生中起到決定性作用。這一發(fā)現(xiàn)有望為未來人類的聽力修復研究提供重要參考。

為什么我們不能再生聽力細胞？

“人類無法再生內耳毛細胞，”該研究的共同作者、斯托沃斯研究員皮奧特洛斯基博士（Dr. Tatjana Piotrowski）解釋說，“隨著年齡增長或長期暴露在噪音環(huán)境中，我們的聽力和身體平衡能力會不可逆地下降。”

相比之下，斑馬魚卻具備令人驚嘆的再生能力。它們體表沿著頭到尾巴有一排“神經丘”（neuromasts），這些感受器結構就像一個個“小蒜頭”，頂部長滿了類似人類內耳毛細胞的結構，用于感知水流動。圍繞這些毛細胞的是不同類型的支持細胞，它們可以分裂并生成新的毛細胞。

研究發(fā)現(xiàn)了兩個控制細胞再生的基因

該項研究由前斯托沃斯研究員馬克·拉什博士（Dr. Mark Lush）帶領，研究團隊通過高通量測序手段發(fā)現(xiàn)，在斑馬魚的兩個關鍵支持細胞類型中，分別活躍著不同的cyclinD基因，它們控制著這兩類細胞的增殖行為。

研究人員通過基因編輯的方式，讓某一個cyclinD基因失活，結果顯示只有對應的細胞群體停止了分裂，而另一種不受影響。這說明，不同的細胞類型可以通過不同的基因單獨控制生長過程。

更有趣的是，當研究人員將“干細胞特異性”的cyclinD基因移植到“前體細胞”中，后者又重新獲得了分裂能力。這種“功能替代”不僅揭示了細胞之間的調控靈活性，也為將來誘導人類細胞再生提供理論依據(jù)。

為人類再生醫(yī)學開辟新方向

在斑馬魚中，神經丘中心的前體細胞和邊緣的活躍干細胞共同協(xié)作，維持毛細胞的持續(xù)再生。這一再生過程中，細胞既要分裂，也要分化成新的功能細胞。研究顯示，即便某些細胞失去分裂能力，它們仍可能分化成毛細胞，這提示“分裂”和“分化”并非始終綁定，未來有可能分別加以控制。

來自華盛頓大學的David Raible教授對此研究給予高度評價，稱其“揭示了一種優(yōu)雅的機制，即在維持干細胞的同時實現(xiàn)毛細胞再生”。

此外，cyclinD基因在人類體內也廣泛存在于腸道、血液等組織中，負責控制細胞增殖。因此，這項研究的意義或將不僅限于聽力修復，也可能拓展至更廣泛的器官組織再生領域。

研究背景與資金支持

本研究由美國國家耳聾與其他交流障礙研究所（NIH NIDCD）、聽力健康基金會（Hearing Health Foundation）資助，并獲得斯托沃斯研究所的機構支持。

參與研究的成員還包括Ya-Yin Tsai、Shiyuan Chen、Daniela Münch、Julia Peloggia博士和Jeremy Sandler博士。