研究人員距離研發出預防因年齡和生活方式造成聽力損失的藥物又近了一步
科學家發現,一種會引發骨牌效應導致聽力損失的基因突變與噪音和年齡相關性聽力損失的機制如出一轍。他們認為,抑制這機制中的關鍵角色反而可以保護所有耳朵免受損害,甚至預防耳聾。
加州大學舊金山分校(UCSF)的研究人員發現,Tmtc4基因突變會觸發一種稱為”未折疊蛋白反應”(UPR)的機制,從而殺死內耳的毛細胞。
人類和所有哺乳動物都有兩種耳蝸毛細胞–內耳毛細胞和外耳毛細胞,它們在感官交流中發揮不同但至關重要的作用。內耳毛細胞在出生時約有3,500 個,它們將耳蝸流體的聲音振動轉化為電訊號傳遞給大腦,一旦受損就無法再生。
毛細胞是耳朵的感覺細胞,因其類似頭髮的結構會隨著聲音而彎曲而得名。毛細胞將這種運動轉換成訊號,並傳遞給大腦。當我們在汽車裡大聲喧嘩或在足球場上與數以萬計的球迷一起歡呼時,噪音會使毛髮彎曲,甚至斷裂。加州大學舊金山分校的研究表明,這會激活毛細胞中的未折疊蛋白反應(UPR),迫使毛細胞自毀,從而導致聽力損失。圖片由新加坡科技研究局醫學生物學研究所亨寧-霍恩(Henning Horn)、布萊恩-伯克(Brian Burke)和科林-斯圖爾特(Colin Stewart)拍攝。
科學家發現,以活化毛細胞中的UPR 為目標–這種活化既發生在基因突變中,也發生在與生活方式和年齡有關的聽力損傷中,也發生在化療藥物(如順鉑)中–可以保護這些珍貴的感測器免於死亡。
共同第一作者、加州大學舊金山分校耳鼻喉科的迪倫-陳博士(Dylan Chan)說:”每年都有數以百萬計的美國成年人因暴露於噪音或衰老而喪失聽力,但究竟是什麼原因導致聽力下降一直是個謎。我們現在有了確鑿的證據,證明Tmtc4是人類耳聾基因,UPR是預防耳聾的真正目標。”
當受到吵雜音樂或體育場人群等刺激時,噪音會使毛細胞彎曲以至於破裂。研究人員認為,這會活化UPR,從根本上導致細胞自毀,造成永久性損傷。
在這項研究中,陳博士與艾利奧特-謝爾(Elliott Sherr)合作,後者早期研究了年輕患者和小鼠模型中的Tmtc4基因突變。他們發現,人類和小鼠的基因變異都會引發毛細胞自毀,導致聽力損失迅速惡化,就像通常在與年齡相關的損傷或噪音暴露損傷中看到的那樣。在所有情況下,毛細胞都充斥著過量的鈣,導致包括UPR 在內的訊號失靈。
不過,加州大學舊金山分校開發的一種用於逆轉腦外傷記憶衰退的藥物也被證明可以抑制部分UPR,保護內部毛細胞免受損害,即使小鼠暴露在可能有害的巨大噪音中也是如此。
研究團隊希望開發一種非侵入性藥物,抑制UPR 激活,保護毛細胞免受損傷,進而避免聽力損失。
愛荷華大學早些時候進行的一項研究也強調了針對內耳化學和電子機制的調控有可能在分子層面上防止聽力損失。
陳說:”如果我們有辦法阻止毛細胞死亡,就能預防聽力損失。”
這項研究發表在《臨床調查洞察》雜誌。