图片说明：小鼠胚胎期间接收某个蛋白的额外副本会产生更多的关键听觉细胞（底部）。
（图片来源：David Woessner, John Mitchell, and John V. Brigande）
美国科学家近日为听力损失患者带来了福音。他们在小鼠体内制成了关键的听觉细胞，并首次证实这些细胞能与自然的耳部细胞一样发挥作用。相关论文8月27日在线发表于《自然》（Nature）杂志上。
在听觉系统中，内耳在柯蒂氏器（Organ of Corti）中将声波转换成电信号，柯蒂氏器上布满了15000至20000个毛发状细胞。这些细胞对振动作出反应，产生电刺激通过神经传给大脑。这是一个脆弱的系统——高分贝的声音会损伤毛发状细胞，机体老化也会使它们衰竭，从而导致听力损失。科学家推测，可以通过替换这些毛发细胞来恢复部分听力功能。之前的研究鉴别出一种名为Atoh1的蛋白，它可以触发毛发细胞的生长。但是这些人工形成的细胞是否与天然细胞具有一样的功能并不清楚。
在最新的研究中，美国俄勒冈健康与科学大学的发育神经生物学家John Brigande和同事，将含有Atoh1的DNA注入小鼠胚胎中。注入的时间选择在小鼠出生前大约一周——即在能鉴别出哪块组织将长成内耳之后，和在毛发细胞开始形成之前。小鼠出生四天后，研究人员检查了它们的毛发细胞。
结果发现，产生了额外Atoh1的小鼠生成的毛发细胞量大约是对照小鼠的两倍。电子显微镜检测显示，与自然的毛发细胞一样，额外的毛发细胞也分化成内部和外部毛发细胞，而且额外的毛发细胞与自然细胞生成相同的蛋白。紧接着，研究人员确定出，这些人工细胞能够对声波作出反应，并可将它们转换成电信号。
Brigande表示，这一发现显示了Atoh1替换治疗能够在动物体内产生有活性的毛发细胞。他说：“这很令人激动，它为听觉损失的细胞替换策略研究提供了强大的基本原理。”
其他一些儿科专家也对此表示赞同。美国国立失聪与其它交流障碍研究所的发育神经学家Matthew Kelley称赞了此次研究的方法。他说：“这是一项崭新的技术，在内耳研究方面，这曾经是一个主要的挑战和障碍。”
美国密歇根大学安娜堡分校的听觉神经学家Yehoash Raphael认为，这一发现为那些设法利用发育基因修复听力丧失的研究人员树立了全新的模式。不过他同时提醒说，在研究人员开发出适合人类的治疗方法之前，还存在以下一些问题——需要多少个副本的Atoh1以刺激毛发细胞的再生？以及将这一基因送入人类柯蒂氏器的最好方法是什么？等等。（生物谷Bioon.com）
生物谷推荐原始出处：
Nature，doi:10.1038/nature07265，Samuel P. Gubbels，John V. Brigande
Functional auditory hair cells produced in the mammalian cochlea by in utero gene transfer
Samuel P. Gubbels1,4,5, David W. Woessner1,4,5, John C. Mitchell2, Anthony J. Ricci3 & John V. Brigande1
Sensory hair cells in the mammalian cochlea convert mechanical stimuli into electrical impulses that subserve audition1, 2. Loss of hair cells and their innervating neurons is the most frequent cause of hearing impairment3. Atonal homologue 1 (encoded by Atoh1, also known as Math1) is a basic helix–loop–helix transcription factor required for hair-cell development4, 5, 6, and its misexpression in vitro 7, 8 and in vivo 9, 10 generates hair-cell-like cells. Atoh1-based gene therapy to ameliorate auditory10 and vestibular11 dysfunction has been proposed. However, the biophysical properties of putative hair cells induced by Atoh1 misexpression have not been characterized. Here we show that in utero gene transfer of Atoh1 produces functional supernumerary hair cells in the mouse cochlea. The induced hair cells display stereociliary bundles, attract neuronal processes and express the ribbon synapse marker carboxy-terminal binding protein 2 (refs 12,13). Moreover, the hair cells are capable of mechanoelectrical transduction1, 2 and show basolateral conductances with age-appropriate specializations. Our results demonstrate that manipulation of cell fate by transcription factor misexpression produces functional sensory cells in the postnatal mammalian cochlea. We expect that our in utero gene transfer paradigm will enable the design and validation of gene therapies to ameliorate hearing loss in mouse models of human deafness14, 15.
