來源:上??萍?發(fā)布時間:2022/08/10
2022年8月9日,《National Science Review》期刊在線發(fā)表了題為《內(nèi)毛細胞發(fā)育和轉(zhuǎn)分化依賴Tbx2》的研究論文,該研究由中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心(神經(jīng)科學研究所,以下簡稱“腦智卓越中心”)、神經(jīng)科學國家重點實驗室、上海腦科學與類腦研究中心劉志勇研究組完成。

近日,上??萍吉毤覍TL腦智卓越中心聽覺系統(tǒng)發(fā)育再生研究組組長劉志勇,聽他講述這一研究背后的故事。

此次科研成果代表性圖片
要做就做最重要的
也是最難的問題
如何找到?jīng)Q定內(nèi)毛細胞命運的基因
耳蝸內(nèi)有外毛細胞與內(nèi)毛細胞
前者是聲音放大器
后者將聲音信息傳遞至聽覺螺旋神經(jīng)節(jié)
?。ㄒ步新犐窠?jīng))
因此一旦內(nèi)毛細胞受損
人就會徹底失去聽覺
那是否有可能讓內(nèi)毛細胞再生
讓失去聽力的患者
重新感受到美妙的音符?
2006年,劉志勇在美國讀研究生時,就開始了聽覺系統(tǒng)再生領(lǐng)域的研究。當時,他在美國St.Jude兒童研究醫(yī)院進行科研工作,在這一過程中,他接觸到了許多因抗腫瘤藥物順鉑而失去聽力的孩子?!?/p>
“常用抗腫瘤藥物順鉑存在耳毒性,一些孩子的腫瘤治好了,但卻再也聽不到聲音了?!?/p>
聽覺再生,相較于其他方面的再生研究來說相對落后?!拔耶敃r有一個非常幼稚的想法,我覺得越落后的領(lǐng)域,我越有更大的施展空間,可以發(fā)現(xiàn)更多的新東西?!?/strong>于是,他進入了該醫(yī)院的聽覺研究實驗室(師從Dr.Jian Zuo,左堅教授)進行研究工作。
2016年8月,劉志勇回國,擔任中國科學院腦智卓越中心聽覺系統(tǒng)發(fā)育再生研究組組長。7年前應(yīng)聘腦智卓越中心研究員崗位的時候,腦智卓越中心學術(shù)主任蒲慕明院士對劉志勇說:“要做聽覺系統(tǒng)發(fā)育和再生的研究,就要敢于去做最重要、最難的問題?!?/strong>

蒲慕明院士
劉志勇將成功的辦法總結(jié)為:敢為人先,腳踏實地努力工作,開拓視野、盡量嘗試不同的新方法。自己領(lǐng)域內(nèi)沒有解決的問題,就去看看別的領(lǐng)域有沒有相似的、已解決的問題。而有些仍然難以解決的問題,只能努力工作,例如,在毛細胞轉(zhuǎn)錄組的實驗中,需要300個成年毛細胞,但高通量獲取成年毛細胞是領(lǐng)域內(nèi)一大難點,多數(shù)時間每天只能手工獲取5-6個細胞,有時甚至顆粒無收,“我們的博士后和研究生,光做這個實驗,就做了很久。很多人都放棄了,但我們的團隊堅持了下來?!?/span>

IHC缺失Tbx2后轉(zhuǎn)變?yōu)閕OHC
劉志勇透露,毛細胞轉(zhuǎn)錄組分析找到Tbx2基因,是在2017年,而從20多個候選基因中確定Tbx2是目前內(nèi)毛細胞發(fā)育的最為關(guān)鍵的基因,又花了兩年多。因此,這一研究成果直到5年后才正式發(fā)表。
該研究揭示了轉(zhuǎn)錄因子Tbx2在耳蝸幼年和成年內(nèi)毛細胞 (inner hair cell, IHC)命運決定和轉(zhuǎn)分化中發(fā)揮重要功能;同時研究人員利用Tbx2與Atoh1共同異位表達,成功地將幼年小鼠耳蝸支持細胞轉(zhuǎn)分化為表達功能蛋白vGlut3的內(nèi)毛細胞 (或類IHC),為感音性耳聾的臨床治療提供了新的理論基礎(chǔ)。

Tbx2和Atoh1轉(zhuǎn)分化耳蝸支持細胞為vGlut3+的IHC
研究領(lǐng)域的重要性
讓論文很快被接受
因為這個研究對耳蝸內(nèi)毛細胞的發(fā)育和再生領(lǐng)域太重要了,必須盡快讓聽覺領(lǐng)域的同行知道這個結(jié)果。
在科研的過程中
除了科研本身的艱辛
還要面臨許多客觀的、現(xiàn)實環(huán)境問題
一篇論文從寫完,到正式發(fā)表,往往還要經(jīng)歷一年半載的周期。“這次投稿National Science Review,雜志社找到了領(lǐng)域內(nèi)的專家,他們給予了我們很多寶貴的修改意見。從投稿到接收,花了大概三個月左右,已經(jīng)是比較快的了?!眲⒅居轮毖缘馈?/p>
2022年5月4日,美國科研團隊同期發(fā)現(xiàn)Tbx2基因?qū)τ谂咛テ诤陀啄昶诘男∈蠖亙?nèi)毛細胞發(fā)育過程中的功能,并將成果發(fā)表于Nature上(DOI: 10.1038/s41586-022-04668-3)?! ?/p>
劉志勇說道,“即使Nature的文章已經(jīng)發(fā)表,我們的文章仍然有50%以上的創(chuàng)新性。我們之間的研究內(nèi)容其實差別很大,有的結(jié)論也不完全一樣。尤其值得強調(diào)的是我們首次證明了Tbx2在重編程耳蝸支持細胞為內(nèi)毛細胞這個過程中的重要功能。”因此,Nature的文章5月4日上線后,我們立即在5月5日把我們的文章提交到了預印版bioRxiv(https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.05.490782v1)
在聽覺系統(tǒng)發(fā)育再生領(lǐng)域,中國起步較晚,研究人員較少,“2010年之前,中國在該領(lǐng)域的研究在國際上的影響力非常有限?!眲⒅居抡f道。
劉志勇也高興地表示,近3年來,國內(nèi)許多大學、研究所和研究型醫(yī)院的聽覺領(lǐng)域的科學家,已經(jīng)有能力、有決心去做創(chuàng)新性很大的研究,“雖然我們目前還是落后,但我可以很自信的說,中美之間在聽覺領(lǐng)域研究的差距會變得越來越小?!?/strong>
據(jù)他透露,下一步,他將嘗試在成年且受損的小鼠耳蝸中進一步開展聽覺系統(tǒng)再生方面的研究,使小鼠耳聾模型能與臨床上耳聾的發(fā)生過程更為契合,期待早日推動聽覺系統(tǒng)發(fā)育再生領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究成果在臨床上的應(yīng)用。