​NIH研究显示了转录因子在促进细胞再生中的作用。NIH的研究人员发现了一种特殊的蛋白质网络，这种蛋白质网络是斑马鱼通过细胞再生恢复听力所必需的。这项研究由美国国家人类基因组研究所(NHGRI)的研究人员主导，可能会为人类听力损失治疗的发展提供信息。此发现出版于细胞基因组学（Cell Genomics）杂志上。虽然人类的毛细胞损失无法替代，但包括斑马鱼在内的许多动物都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。

听力损失影响着大约3750万美国人，大多数病例来自内耳中被称为“毛细胞”的听觉受体的损失。当声音传入我们的耳朵时，从这些微观毛细胞伸出的刷毛会移动和弯曲，导致电信号通过神经发送到我们的大脑，使我们能够处理声音。人类和斑马鱼在视觉上有很大的不同，但在基因组水平上，他们共享超过70%的基因。这种基因组相似性为研究人员在将研究结果应用于人类之前，理解斑马鱼细胞再生的生物学提供了可能性。

艾琳·希门尼斯(Erin Jimenez)博士是肖恩·伯吉斯(Shawn Burgess)博士实验室的博士后研究员，是美国国家人类基因组研究所(NHGRI)翻译和功能基因组学分支的高级研究员，他与美国国家医学图书馆国家生物技术信息中心的研究人员伊万·奥夫查连科(Ivan Ovcharenko)博士和宋微博士合作主导了这项研究。“人类和其他哺乳动物生来就有一定数量的毛细胞，随着年龄的增长和创伤，这些毛细胞会慢慢消失。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，”伯吉斯说。“这些动物的再生是如何发生的以及为什么会发生，仍然是许多科学家想要解开的一个谜。”

通过结合使用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一个可以开关基因的蛋白质网络，即转录因子。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汽车开关的钥匙，那么增强子序列就是汽车的点火开关。这两部分需要相互作用才能让汽车行驶，就像转录因子需要与特定的增强子序列结合才能表达基因一样。研究人员使用新的基因组技术，称为单细胞RNA测序和染色质转座酶可及性单细胞测定，这些技术使用测序来识别增强子序列及其相应的在毛细胞再生中起作用的转录因子。

“我们的研究确定了两个转录因子家族，它们共同激活斑马鱼的毛细胞再生，称为Sox和Six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，将这些支持细胞变为毛细胞。当斑马鱼的毛细胞死亡时，附近的支持细胞开始复制。这些支持细胞像干细胞一样，因为它们能够变成其他类型的细胞。研究人员已经确定了一些将支持细胞转化为毛细胞的因子，但不清楚的是编码这些因子的基因如何以及在哪里开启，并与其他未知因子协调。“我们已经发现了一种独特的转录因子组合，它可以触发斑马鱼的再生。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，这可能引导治疗人类听力损失的新疗法的发展，”Jimenez说。

内容来源：NIH

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