科学家探索内耳的潜在再生潜力
南加州大学尼尔·塞吉尔干细胞实验室的科学家们发现了内耳感觉细胞再生的天然障碍，这些细胞在听力和平衡障碍中丢失。正如发表在《科学》杂志上的一项新研究所述，克服这一障碍可能是将内耳细胞恢复到新生状态的第一步，这种状态为再生做好了准备细胞发育。
Segil是干细胞生物学和再生医学系的教授，也是南加州大学Tina和Rick Caruso耳鼻咽喉头颈外科的教授，他说:“永久性听力损失影响了60%以上的退休年龄人口。”“我们的研究表明，新的基因工程方法可以用来引导胚胎内耳细胞中存在的一些相同的再生能力。”
在内耳，听觉器官，即耳蜗，包含两种主要类型的耳蜗感觉细胞:“毛细胞“它们有头发一样的细胞投影，可以接收声音振动;以及所谓的“支持细胞”，它们在结构和功能上发挥着重要作用。
当脆弱的毛细胞受到噪音的伤害时，这是肯定的处方药，或其他有害物质，导致的听力损失是永久性的。然而，在生命的最初几天，实验室小鼠保留了支持细胞转化为毛细胞的能力，这一过程被称为“转分化”，使其从听力损失中恢复。在一周大的时候，老鼠就失去了这种再生能力——人类也失去了这种能力，可能在出生前就失去了。
基于这些观察，博士后学者陶立涛、博士、研究生余浩泽(Vincent)和他们的同事们仔细研究了导致支持细胞失去转分化潜力的新生儿变化。
在支持细胞中，数百个基因指示向毛细胞的转分化通常是关闭的。为了打开和关闭基因，身体依赖于激活和抑制修饰蛋白质的分子，这些分子被称为组蛋白。为了响应这些被称为“表观遗传修饰”的修饰，组蛋白将DNA包裹到每个细胞核中，控制哪些基因通过松散包裹和可接近而被打开，哪些基因通过紧密包裹和不可接近而被关闭。通过这种方式，表观遗传修饰调节基因活性并控制基因组的涌现特性。
在新生小鼠耳蜗的支持细胞中，科学家们发现毛细胞基因由于缺乏激活分子H3K27ac和抑制分子H3K27me3的存在而受到抑制。然而，与此同时，在新生小鼠的支持细胞中，毛细胞基因被另一种组蛋白装饰H3K4me1的存在“准备”激活。在支持细胞向毛细胞的转分化过程中，H3K4me1的存在对于激活毛细胞发育的正确基因至关重要。
不幸的是，随着年龄的增长，耳蜗的支持细胞逐渐失去H3K4me1，导致它们退出启动状态。然而，如果科学家们添加了一种药物来防止H3K4me1的丢失，支持细胞仍会暂时为转分化做好准备。同样地，来自前庭系统的支持细胞，自然地保持H3K4me1，仍然准备转分化到成年。
“我们的研究提高了使用治疗药物、基因编辑或其他策略进行表观遗传修饰的可能性，从而挖掘内耳的潜在再生能力细胞作为一种恢复听力的方法，”Segil说。”类似的表观遗传修饰对其他非再生组织，如视网膜、肾脏、肺和心脏也可能有用。”
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