研究人員發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)可能會恢復(fù)受損的聲音檢測細胞

約翰斯·霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員利用小鼠的遺傳工具說，他們已經(jīng)確定了一對蛋白質(zhì)可以精確控制何時發(fā)聲細胞(稱為毛細胞)出生在哺乳動物內(nèi)耳。6月12日在eLife發(fā)表的一份報告中描述的這些蛋白質(zhì)可能是未來治療方法的關(guān)鍵，可以恢復(fù)患有不可逆性耳聾的人的聽力。

“我們這個領(lǐng)域的科學(xué)家長期以來一直在尋找能夠觸發(fā)感覺和傳播聲音的毛細胞形成的分子信號，”Angelika Doetzlhofer博士說。，約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)副教授。“這些毛細胞是聽力損失的主要參與者，了解它們?nèi)绾伟l(fā)展將有助于我們找到替代受損毛細胞的方法。”

為了讓哺乳動物聽到，聲音振動穿過一個叫做耳蝸的空心蝸牛外殼結(jié)構(gòu)。在耳蝸內(nèi)部襯里是兩種類型的聲音檢測細胞，內(nèi)部和外部毛細胞，它們將聲音信息傳遞給大腦。

據(jù)估計，90%的遺傳性聽力損失是由毛細胞問題或?qū)⒚毎B接到大腦的聽覺神經(jīng)損傷引起的。由于暴露于大聲噪音或某些病毒感染引起的耳聾是由毛細胞損傷引起的。與其他哺乳動物和鳥類的對應(yīng)物不同，人類毛細胞不能再生。因此，一旦毛細胞受損，聽力損失可能是**性的。

科學(xué)家們已經(jīng)知道，毛細胞分娩的**步始于螺旋狀耳蝸的最外層。在這里，前體細胞開始轉(zhuǎn)化為毛細胞。然后，就像在體育場中表演“波浪”的體育迷一樣，沿著螺旋形狀的耳蝸的前體細胞沿著轉(zhuǎn)換波進入毛細胞，當它到達耳蝸的內(nèi)部時停止轉(zhuǎn)變。Doetzlhofer和她的團隊知道毛細胞在哪里開始發(fā)育，他們在耳蝸螺旋的正確位置和正確的時間尋找分子線索。

在研究人員檢查的蛋白質(zhì)中，兩種蛋白質(zhì)Activin A和卵泡抑素的模式從其他蛋白質(zhì)中脫穎而出。沿著耳蝸的螺旋路徑，激活素A的水平在前體細胞變成毛細胞的地方增加。然而，卵泡抑素似乎具有與激活素A相反的行為。當前體細胞首先開始轉(zhuǎn)化為毛細胞時，其水平在耳蝸的最外部低，而在耳蝸的螺旋的最內(nèi)部高，其中前體細胞沒有。尚未開始轉(zhuǎn)換。激活素A似乎向內(nèi)移動，而卵泡抑素則向外移動。

“在本質(zhì)上，我們知道Activin A和卵泡抑素可以相反的方式調(diào)節(jié)細胞，”Doetzlhofer說。“因此，基于我們的發(fā)現(xiàn)，似乎在耳朵中，這兩種蛋白質(zhì)對前體細胞起著平衡作用，以控制沿著耳蝸螺旋的毛細胞的有序形成。”

為了弄清Activin A和卵泡抑素如何協(xié)調(diào)毛細胞發(fā)育，研究人員分別研究了兩種蛋白質(zhì)的影響。首先，它們增加了正常小鼠耳蝸中激活素A的水平。在這些動物中，前體細胞過早地轉(zhuǎn)變?yōu)槊毎瑢?dǎo)致毛細胞在耳蝸螺旋上過早出現(xiàn)。在被設(shè)計為過量產(chǎn)生卵泡抑素或不產(chǎn)生激活素A的小鼠中，毛細胞形成晚期并且看起來雜亂無章并且分散在耳蝸內(nèi)的多個行中。

“激活素A和卵泡抑素的作用在發(fā)育過程中是如此精確的定時，任何干擾都會對耳蝸的組織產(chǎn)生負面影響，”Doetzlhofer說。“這就像建房子一樣 - 如果基礎(chǔ)沒有正確鋪設(shè)，任何建在它上面的東西都會受到影響。”

研究人員發(fā)現(xiàn)，高水平的這種蛋白質(zhì)會導(dǎo)致前體細胞更頻繁地分裂，從而使更多的蛋白質(zhì)以隨意的方式轉(zhuǎn)化為內(nèi)毛細胞。

Doetzlhofer指出，她對毛細胞發(fā)育的研究雖然具有根本性，但卻有可能用于治療由受損毛細胞引起的耳聾：“我們對毛細胞如何進化感興趣，因為它是一個有趣的生物學(xué)問題，”她說。“但我們也希望利用這些知識改進或開發(fā)新的聽力損失治療策略。”