斑马鱼感觉毛细胞再生或为治疗听力损失带来新突破

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新闻源：Study Finds

2025-08-02 05:44:19阅读时长4分钟1883字

核心发现

堪萨斯城消息 - 数十年来学界认为感觉毛细胞死亡后必须通过"细胞分裂"再生（一个细胞分裂为两个）。但最新斑马鱼研究颠覆该认知：毛细胞可在无分裂情况下再生。这项发现或为治疗人类听力损伤提供革命性方案，为数千万听力障碍患者带来新希望。

发表于《自然通讯》的研究显示，再生过程的灵活性远超预期，开辟了不依赖传统细胞分裂的治疗新路径。

传统认知认为毛细胞死亡时，邻近干细胞通过分裂产生新细胞（即增殖过程）是再生必要条件。但斯托尔斯医学研究所的新研究揭示了完全不同的再生路径。

研究团队通过基因编辑技术培育出缺乏ccndx基因的斑马鱼突变体。该基因是毛细胞前体细胞分裂的关键。按传统理论，这些突变鱼应完全无法再生毛细胞。然而惊人发现：突变斑马鱼仍能再生毛细胞，只是数量较少。每个前体细胞未通过分裂产生两个毛细胞，而是直接转化为单个毛细胞。

"我们非常惊讶，此前研究认为侧线毛细胞再生必须依赖增殖。"研究合著者、斯托尔斯研究所发育生物学家Tatjana Piotrowski博士表示。

研究还发现另一重大突破：不同类型细胞遵循完全独立的再生机制。研究显示干细胞与前体细胞这两种不同群体，由同一基因家族中的不同成员独立调控。

维持器官结构的干细胞依赖ccnd2a基因分裂，而直接生成毛细胞的前体细胞则依赖ccndx基因。这是科学家首次证实，同一再生器官内不同细胞群体的增殖可由不同周期蛋白D基因独立调控。

当去除ccnd2a基因时，发育期干细胞分裂停止，但毛细胞前体功能正常；反之去除ccndx则阻断前体分裂但不影响干细胞。

尽管无分裂再生可行，但过程存在缺陷：再生毛细胞出现极性异常，无法正确感知水流方向。

正常毛细胞呈特定方向排列（50%-50%双向分布），而突变鱼中70%再生细胞朝同一方向，造成感觉盲区。细胞分裂在方向排列中起关键作用：正常分裂时两个子细胞接收不同分子信号决定方向，无分裂时该过程受阻。

这些发现或将彻底改变人类听力治疗研究。当前再生疗法聚焦刺激细胞分裂，但新研究显示直接转化现有细胞可能有效。

研究同时揭示再生机制的强适应性：即使某条路径失效，其他机制可代偿（尽管存在局限）。但极性问题警示未来疗法必须确保再生毛细胞正确排列，否则可能导致方向感知缺失。

更重要意义在于突破传统科学假设。此前研究使用细胞周期抑制剂时，因药物同时杀死新生细胞而误判细胞分裂必要性。本研究通过基因方法替代药物，揭示真实再生路径。

研究通讯作者Piotrowski指出："我们需要理解基因激活/抑制的时间序列，找出控制再生的核心基因。此外基因疗法在遗传性耳聋治疗已取得进展，当缺陷毛细胞获得正确基因拷贝后，听力显著改善。"

研究获美国国立卫生研究院（NIDCD）1R01DC015488-01A1基金等资助，作者无利益冲突。相关论文《细胞类型特异性周期蛋白D基因独立调控干细胞与前体细胞增殖》2025年7月14日发表于《自然通讯》。

（节选关键问答）

Q：为什么认为毛细胞可能无分裂再生？

Piotrowski："研究ccndx基因缺陷幼体时，我们发现再生毛细胞无分裂标记，提示支持细胞可直接分化。"

Q：为何此前研究未发现该机制？

"早年药物抑制细胞分裂会同时杀死支持细胞，误判为分裂必要性。"

Q：向临床转化的最大挑战？

"需明确不同物种中细胞增殖调控机制，识别关键基因调控网络。"

Q：患者应如何看待这项突破？

"模型研究到临床应用时间难以预估，但基因疗法已在遗传性耳聋取得进展。"

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