我国科学家破解耳蜗听觉毛细胞发育“基因密码”

  新华社上海1月31日电（记者张建松）耳蜗是重要的外周听觉器官。我国科学家通过对耳蜗听觉毛细胞进行单细胞转录组和功能学分析，破解了听觉毛细胞发育的“基因密码”。1月30日，国际权威学术期刊《科学》在线发表了相关研究论文。

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耳蜗毛细胞发育的遗传调控示意图（中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图）

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  该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘志勇研究组完成。据刘志勇介绍，哺乳动物的声音感知依赖于耳蜗中的两类听觉毛细胞：内毛细胞和外毛细胞。它们顶部都具有纤毛结构，声音振动使纤毛发生偏转，最终激活两类毛细胞。其中，外毛细胞通过改变其细胞长度以发挥声音放大器的作用；内毛细胞则是主要的声音感受细胞，与螺旋神经节（听神经）形成突触连接。

  “我们通过在单细胞水平分析内毛细胞和外毛细胞的显著差异表达基因，发现了Casz1。它是一个锌指转录因子，也是一个古老的决定细胞功能和命运的基因，但其在耳蜗毛细胞中的功能还一无所知。”刘志勇说。

  由于耳蜗毛细胞数量稀少，很难获取，尤其是成年的耳蜗毛细胞在体外很容易死亡，科研人员必须用手工分选的方法才能获得高质量的毛细胞加以研究。经过多年探索和坚持，刘志勇带领团队成功解析了Casz1基因功能，首次验证了Casz1在听觉毛细胞中的双重作用：发现该基因不仅能保障内毛细胞的命运和功能稳定，还参与维持外毛细胞的存活。

  在进一步深入研究中，刘志勇研究团队通过单细胞转录组、电生理记录、电镜、细胞功能分析和构建小鼠遗传学模型等技术，解析了Casz1发挥其功能的分子机制，并找到了Casz1的核心下游效应因子。

  业内专家认为，该研究成果不仅为基础听觉科学研究领域增添了重要一环，也为未来促进听觉毛细胞再生及纤毛功能恢复，提供了潜在基因靶点，有望推动听觉毛细胞损伤基因治疗领域的发展，为听力障碍患者带来治疗新思路。