东方时讯网美国国立卫生研究院的研究人员发现了一个特定的蛋白质网络，该网络对于通过细胞再生恢复斑马鱼的听力是必要的。这项由国家人类基因组研究所(NHGRI)的研究人员领导的研究可能会为人类听力损失治疗的发展提供信息。研究结果发表在《细胞基因组学》上。
虽然人类的毛细胞损失无法弥补，但包括斑马鱼在内的许多动物，可以通过毛细胞的再生来恢复受伤后的听力。斑马鱼毛细胞的再生特性促使研究人员利用这种动物来了解再生的一些基本特性。
听力损失影响了大约3750万美国人，大多数病例来自内耳中被称为“毛细胞”的听力感受器的损失。当声音进入我们的耳朵时，从这些微小的毛细胞中伸出的刷毛会移动并弯曲，从而导致电信号通过神经发送到我们的大脑，从而使我们能够处理声音。
人类和斑马鱼在视觉上完全不同，但在基因组水平上，它们共享了超过70%的基因。这种基因组相似性为研究人员提供了在将研究结果转化为人类之前了解斑马鱼细胞再生生物学的潜力。
ErinJimenez博士是国家人类基因组研究所(NHGRI)转化和功能基因组学分部高级研究员ShawnBurgess博士实验室的博士后研究员，他与研究人员IvanOvcharenko合作领导了这项研究博士和WeiSong博士，在美国国家医学图书馆的国家生物技术信息中心工作。
“人类和其他哺乳动物生来就有一定数量的毛细胞，这些毛细胞会随着衰老和创伤而慢慢丧失。然而，一些动物，如斑马鱼，可以再生毛细胞并在受伤后恢复听力，”Burgess说。“这些动物如何以及为什么会发生再生仍然是许多科学家想要解开的一个谜。”
通过结合基因组技术和基于计算的机器学习，Jimenez和她的合作者发现斑马鱼的毛细胞再生依赖于可以打开和关闭基因的蛋白质网络，称为转录因子。为了正确识别哪些转录因子在起作用，研究人员首先必须查看斑马鱼基因组中的增强子序列。
如果转录因子被认为是开启和关闭汽车的钥匙，那么增强子序列就是汽车的点火开关。这两个部分需要相互作用才能使汽车运行，就像转录因子需要结合特定的增强子序列来表达基因一样。
研究人员使用称为单细胞RNA测序和单细胞测定的新基因组技术对转座酶可及的染色质进行测序，以确定增强子序列及其在毛细胞再生中发挥作用的相应转录因子。
“我们的研究确定了两个转录因子家族，它们共同作用以激活斑马鱼的毛细胞再生，称为Sox和六转录因子，”Jimenez说。
首先，Sox转录因子启动周围细胞(称为支持细胞)的再生反应。接下来，Sox和Six转录因子合作将这些支持细胞转化为毛细胞。
当斑马鱼的毛细胞死亡时，附近的支持细胞开始复制。这些支持细胞就像干细胞一样，因为它们能够变成其他细胞类型。研究人员已经确定了一些将支持细胞转化为毛细胞的因素，但不了解的是编码这些因素的基因如何以及在何处启动并与其他未知因素协调。
“我们已经确定了触发斑马鱼再生的转录因子的独特组合。进一步来说，这组斑马鱼转录因子可能成为一个生物学靶标，可能导致开发治疗人类听力损失的新疗法，”希门尼斯说。