首个高分辨率内耳基因图谱绘制成功——福州助听器

美国国家听损与沟通障碍研究所（NIDCD）的科学家团队使用单细胞RNA序列的新技术绘制出全球首个高分辨率的基因图谱。根据NIDCD的报告，这份研究成果提出了新的发现，尤其是在内耳上皮细胞是如何发展和分化成专门的细胞为听力和保持平衡并提供重要功能方面有了新的见解。了解这些细胞的形成为正在研究的基础细胞疗法治疗听力损失与平衡障碍奠定了新的基础。

根据NIDCD发布在2015年10月15日《自然通讯》（ Nature Communications）中的一篇文章称，由美国马里兰大学医学院（University of Maryland School of Medicine）和以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）的科学家组成的研究团队发现了这些秘密，该绘制技术用来识别内耳细胞家族的蛋白发育族谱。

根据该文献，上皮细胞由内耳毛细胞和支持细胞等组成，它们都是听觉系统的重要结构，毛细胞和支持细胞位于耳蜗内蜗形结构内部，与内耳其他听觉系统一起感受信号，另外这些细胞所在的椭圆囊位置靠近耳蜗的组织帮我们保持了人体的平衡，比如将我们是站立还是侧卧等信息传递至大脑。椭圆囊的结构之一构成了前庭系统，和其他人体器官一起为我们提供平衡感。这些细胞组织如果被耳毒性药物感染、老化，损伤或先天性发育不良，就会产生听力损失，甚至平衡功能被破坏。人类的这些细胞不能自然自我修复，所以有效的治疗方法是非常有限的。另外这些细胞都藏身于人体组织深处，使它们难以被研究。

Figure from article in Nature Communications

为了更好地了解耳内细胞的发育情况，首席NIDCD发育神经科学专家Matthew Kelley, PhD领导的研究小组利用单细胞的RNA序列，从一个细胞中识别出全面的基因活性数据及特征。其他研究方法通常需要成千上万个细胞才能了解某一个细胞的个体特征及功能。

Matthew Kelley, PhD

Kelley的的研究小组分析了一些毛细胞、支持细胞、以及取自耳蜗及新生小鼠细胞囊的组织，通过对比细胞的基因活性特征。研究小组发现了毛细胞及支持细胞的独特组织模式，并认为这些类别的细胞亚群中独特的基因活动模式可能反映出了某种专门的功能。

这些研究数据还让科学家们发现并确定了基因活动中截然不同的发展模式，细胞在内耳各组织中以不同的速度发育，通过分析这些细胞的基因活性谱，科学家们能够确定在每个阶段的发展情况，并推断出这些基因线索是怎样影响细胞的未来发展的。

“使用单细胞分析技术为研究提供了一个新的选择，将细胞和基因研究推向一个新的高峰。”Matthew Kelley博士如是说，“识别基因表达图谱并了解内耳细胞发育情况是研究细胞再生的重要依据，这些基础将让未来的科研工作者更有效率地研究。”

在科研人员使用RNA测序技术时，发现一组基因的两个调节因子Xs (RFX) 有助于推动毛细胞优先激活。研究还发现，RFX基因在听力系统中有着至关重要的作用。小鼠如果缺乏RFX蛋白，在其出生2周后听觉系统的毛细胞就会枯萎，三个月后会完全听不到声音。研究团队认为，RFX虽然不是毛细胞发育的最重要因素，更有可能是以基因调节剂的身份存在于基因中，对于细胞成熟和长期生存是必要的组成部分，但究竟是什么造成了毛细胞的枯萎还有待进一步研究。