編譯：公子欣

你是否想過

為什么長期處于噪音環境會慢慢失聰？

為什么年紀大了聽力會越來越差？

答案藏在我們內耳的一種特殊細胞里

——聽覺毛細胞

它們能感知聲音振動

一旦受損就無法再生

最終導致聽力永久喪失

但自然界中

斑馬魚卻擁有一項“超能力”：

它們的聽覺毛細胞能快速再生

哪怕受損也能恢復聽力

那么

人類能像斑馬魚一樣

實現聽力細胞再生嗎？

圖源：包圖網

7月14日發表在《自然·通訊》的一項研究揭示了斑馬魚聽覺細胞再生的關鍵機制，為人類聽力修復研究帶來了新希望。科學家們首次發現，在斑馬魚體內有兩種特定基因，分別控制著不同關鍵支持細胞的分裂和再生。

01

斑馬魚的“超能力”

在斑馬魚的身體兩側，有一條不起眼的“側線系統”，上面分布著一個個芝麻大小的感官器官——神經丘（neuromast），每個神經丘里都有幾十根“毛細胞”，負責感知水流方向，就像人類內耳的聽覺毛細胞一樣。

圖源：斯托爾斯醫學研究所

神奇的是，當斑馬魚的毛細胞受損時，周圍的支持細胞會迅速啟動再生程序，一部分變成新的毛細胞，另一部分則保留為干細胞，持續供應“后備軍”。這種精準的再生能力，讓斑馬魚永遠不用擔心失聰。相比之下，人類的聽覺細胞一旦受損，往往會導致永久性聽力損失或平衡障礙。

02

兩個基因的“分工合作”

美國斯托爾斯醫學研究所的Tatjana Piotrowski博士及其團隊通過深入研究，發現了控制斑馬魚聽覺細胞再生的兩個關鍵基因——ccnd2a和ccndx。這兩個基因分別調控著神經丘中兩類不同支持細胞的分裂與再生：ccnd2a調控神經丘邊緣的活性干細胞，確保干細胞在再生過程中不被耗盡；ccndx則控制神經丘中心的前體細胞分裂，促進新聽覺細胞的生成。

ccndx和ccnd2a在斑馬魚側線再生過程中不同增殖細胞中動態表達

研究團隊通過基因編輯技術，分別使這兩個基因失活，觀察到了截然不同的效果：當ccndx失活時，前體細胞停止分裂，但仍能分化為聽覺細胞；而當ccnd2a失活時，干細胞增殖受阻，導致再生能力下降，但已有的干細胞仍能分化為毛細胞，只是數量會減少。這一發現揭示了細胞分裂與分化之間的微妙平衡，以及不同細胞類型在再生過程中的獨立調控機制。

在ccndx突變體中，毛細胞通過直接分化再生

傳統觀點認為，細胞必須先分裂才能分化成特定細胞（比如毛細胞），但這項研究顛覆了這一認知：在ccndx缺失的情況下，祖細胞不分裂也能直接分化為毛細胞。這意味著，細胞分裂和分化是兩個獨立的過程，可以被分別調控。這種機制為再生醫學提供了新思路：也許不需要強迫細胞分裂，就能誘導它們變成我們需要的細胞類型。

03

聽力再生的新希望

人類的內耳毛細胞和斑馬魚的側線毛細胞在結構和功能上高度相似，使得這一發現具有重大的轉化醫學潛力。Piotrowski博士指出，“斑馬魚為我們提供了一個極佳的研究模型，通過理解它們的再生機制，我們或許能找到激活人類類似再生過程的鑰匙。”

未來，科學家們可能會探索如何通過基因療法或藥物手段，激活人類體內潛在的再生能力，從而修復受損的聽覺細胞。

值得一提的是，研究還發現ccnd2a和ccndx基因在許多人類細胞（如腸道、血液中的細胞）中也調控增殖。這意味著，斑馬魚的研究成果可能對理解其他器官的再生機制也具有重要意義，進而為治療多種退行性疾病提供新的策略。

來源: 上海市科學技術協會