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解码耳聋:南加州大学科学家揭示听力细胞再生机制

南加州大学干细胞研究团队在《美国国家科学院院刊》上发表的两项研究揭示了成年失聪者听力无法恢复的机制,并提出了潜在的治疗策略。研究发现,DNA甲基化会沉默与听力细胞再生相关的关键基因,而TET酶可以通过去除甲基基团逆转这一过程,恢复支持细胞转化为感觉毛细胞的能力。此外,Sox4和Sox11基因在胚胎发育特定阶段对感觉听力细胞的形成至关重要。

研究确认,DNA甲基化会抑制包括Atoh1在内的关键基因表达,这些基因在內耳感觉细胞的发育和再生中发挥重要作用。TET酶能够去除DNA上的甲基基团,从而激活这些基因,恢复支持细胞向感觉毛细胞的分化能力。有趣的是,在慢性失聪小鼠模型中,基因沉默现象被部分逆转,表明支持细胞在一定程度上能够响应信号转化为感觉听力细胞。这一发现为慢性失聪的治疗提供了新的思路。

进一步研究发现,Sox4和Sox11基因在小鼠胚胎发育的第12至13.5天内发挥关键作用,它们通过改变祖细胞的状态,使其能够响应Atoh1的信号,从而发育成感觉听力细胞。当缺乏这些基因时,内耳祖细胞无法完成这一分化过程。相反,高水平的Sox4和Sox11活性能够显著提高支持细胞向感觉受体细胞的分化效率,从小鼠实验中观察到分化比例从6%提升至40%。


参考信息

  • “DNA methylation in the mouse cochlea promotes maturation of supporting cells and contributes to the failure of hair cell regeneration” by John D. Nguyen et al., 7 August 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2300839120

  • “SoxC transcription factors shape the epigenetic landscape to establish competence for sensory differentiation in the mammalian organ of Corti” by Wang et al., August 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences. DOI: 10.1073/pnas.2301301120

(责任编辑:泉水)