Nature：新研究揭示基因Tbx2控制着耳毛细胞是转变为内毛细胞还是外毛细胞

由于衰老、噪音和某些癌症治疗药物和抗生素造成的听力损失一直是不可逆转的，因为科学家们一直无法对现存的细胞进行重编程，使得它们在对听力至关重要的内毛细胞（inner hair cell）或外毛细胞（outer hair cell）在死亡后转变为内毛细胞或外毛细胞。

但是，在一项新的研究中，来自美国西北大学的研究人员发现了一个可以将耳毛细胞编程为内毛细胞或外毛细胞，从而克服了阻碍这些细胞产生以恢复听力的一个主要障碍。相关研究结果发表在2022年5月12日的Nature期刊上，论文标题为“Tbx2 is a master regulator of inner versus outer hair cell differentiation”。

论文共同通讯作者、西北大学费恩柏格医学院麻醉学、神经学和神经科学教授Jaime Garcia-Anoveros说，“我们的发现为我们提供了第一个明确的细胞开关来制造特定的细胞类型。它将提供一种以前没有的工具来制造内毛细胞或外毛细胞。我们已经克服了一个重大的障碍。”

在美国55至64岁的成年人中，约有8.5%的人有致残性听力损失。据美国疾病控制中心（CDC）报告，这一比例在65至74岁的人中增加到近25%，在75岁以上的人中增加到50%。

目前，科学家们可以制造出人造耳毛细胞，但它不能分化成内毛细胞或外毛细胞，而内毛细胞和外毛细胞提供不同的基本功能来产生听力。这一发现是朝着产生这些特定细胞迈出的重要一步。

细胞蹲下和跳跃时“就像跳芭蕾舞一样”

由耳蜗制造的外毛细胞的死亡最常成为耳聋和听力损失的原因。这些外毛细胞在胚胎中发育，不进行增殖。外毛细胞在声波压力的作用下扩张和收缩，为内毛细胞放大声音。内毛细胞将这些振动传递给神经元，从而产生我们听到的声音。

Tbx2 mRNA在耳蜗中的表达，图片来自Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04668-3。

Garcia-Anoveros在描述内毛细胞和外毛细胞的协调运动时敬畏地说道，“这就像一场芭蕾舞。外毛细胞蹲下、跳跃，将内毛细胞进一步抬到耳朵里。耳朵是一种美丽的器官。在哺乳动物中，没有其他器官的细胞定位如此精确。(我是说，以微米级的精度）。否则，听觉就不会出现。”

这些作者发现的这个对耳毛细胞进行编程的主基因开关是TBX2。当该基因表达时，耳毛细胞就会变成内毛细胞。当该基因遭受阻断时，耳毛细胞就会变成外毛细胞。Garcia-Anoveros说，产生这些细胞之一的能力将需要多个基因。需要ATOH1和GF1基因将非耳毛细胞（non-hair cell）变成耳蜗毛细胞。然后，TBX2将开启或关闭，以产生所需的内毛细胞或外毛细胞。

目标将是对在耳毛细胞之间形成晶格并为它们提供结构支持的支持细胞进行编程，使它们成为外毛细胞或内毛细胞。

Garcia-Anoveros说，“我们如今可以弄清楚如何特异性地制造内毛细胞或外毛细胞，并确定为什么外毛细胞更容易死亡并导致耳聋。他强调这项研究仍处于实验阶段。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Jaime García-Añoveros et al. Tbx2 is a master regulator of inner versus outer hair cell differentiation. Nature, 2022, doi:10.1038/s41586-022-04668-3.

2. New tool to create hearing cells lost in aging
https://medicalxpress.com/news/2022-05-tool-cells-lost-aging.html