全球約有4.3億人患有致殘性聽力損失，僅在美國，就有約3750萬成年人報告有聽力困難。當耳朵的任何部分或向大腦傳輸聲音的神經不能正常運作時，就會發生聽力損失。例如，內耳的毛細胞受損會導致聽力損失。據貝勒醫學院的研究員、發表在eLife上的一項新研究的主要作者Amrita Iyer博士說，”這些細胞使大腦能夠檢測到聲音”。

毛細胞在正常發育過程中產生，但這種能力在出生後隨著哺乳動物的成熟而逐漸喪失。”Iyer解釋說：”當成熟的動物失去毛細胞時，這些細胞不能自然再生，這可能導致永久性的聽力損失。在目前的研究中，我們仔細研究了使用細胞重編程促進成熟動物毛細胞再生的可能性。我們的方法涉及各種轉錄因子組合的過度表達”。

轉錄因子促進某些基因的表達，阻止其他基因的表達。通過改變基因表達的模式，研究人員希望引導細胞進入一種狀態，使其在成熟動物中再生毛細胞，類似於發育過程中發生的情況。

“我們比較了毛細胞轉錄因子ATOH1單獨或與其他兩個毛細胞轉錄因子（GFI1和POU4F3）聯合在小鼠耳蝸非感覺細胞中的重編程效率，耳蝸是內耳中支持聽力的部分，”Iyer說。”我們在兩個時間點–出生後8天和出生後15天，評估小鼠毛細胞再生的程度。”

為了研究重新編程產生的毛細胞束的結構，Iyer與密歇根大學的Yeohash Raphael博士的實驗室合作，對有條件地過度表達這些轉錄因子的小鼠的耳蝸進行掃描電子顯微鏡成像。圖像清楚地顯示，毛細胞束與發育過程中在內毛細胞上觀察到的一致。進一步的研究表明，這些細胞也有一些特徵，表明它們能夠感知聲音。

“我們發現，儘管與單獨的ATOH1或GFI1加ATOH1相比，表達ATOH1與毛細胞轉錄因子GFI1和POU4F3可以提高老年動物毛細胞重編程的效率，但在8日齡重編程產生的毛細胞–即使有三個毛細胞轉錄因子–也明顯不如在產後第一天重編程產生的毛細胞成熟，”Iyer說。”研究表明，用多個轉錄因子進行重編程能夠更好地進入毛細胞分化基因調控網絡，但可能需要額外的干預措施來產生成熟和功能齊全的毛細胞。”

這些發現是推進對哺乳動物內耳毛細胞再生過程的現有認識的關鍵。從治療的角度來看，轉錄因子介導的重編程以及與之功能相關的基礎生物學可能會使目前的基因治療方法得到微調，以實現長期的聽力損失治療。