乌普萨拉大学的研究人员已经能够在耳外科医生和遗传学家之间的一项独特合作研究中记录和可视化人类内耳中与听力损失相关的基因。研究结果表明,人类听觉器官耳蜗中的离散亚细胞结构与人群中年龄相关听力损失风险的变化有关。该研究发表在BMC Medicine上。
听力损失是一种可能使人衰弱的疾病,影响全球超过12.3亿人。最常见的听力损失形式占所有病例的90%,与衰老对听力的退行性影响有关,即与年龄相关的听力损失或老年性聋。然而,导致年龄相关性听力损失和个体风险差异的分子机制阐明甚少。
在目前的研究中,乌普萨拉大学的耳科医生和遗传学家之间建立了独特的合作,这使得使用人类耳蜗中的免疫组织化学对全基因组关联研究(GWAS)中的候选基因进行功能性随访研究。
"耳蜗,特别是听觉器官,Corti的器官,是一个非常脆弱的结构,很难分析,因为它被体内最坚硬的骨头包围,"医学博士Helge Rask-Andersen说。"我们已经能够研究人类听觉的一些分子成分,这些成分对于将声音转换为神经电脉冲至关重要。
发现67个基因组区域的遗传变异有助于增加与年龄相关的听力损失的风险。关于听力相关特征的全基因组关联研究(GWAS)在英国生物银行进行,该银行有来自英国的50万参与者。遗传关联本身很难解释,在推断因果基因之前,通常需要进行后续实验。
来自GWAS的候选蛋白质由医学博士和外科科学系副教授Wei Liu博士用免疫荧光抗体和超分辨率结构照明显微镜(SR-SIM)可视化。在螺旋神经节中观察到几种蛋白质,其中包含支配Corti器官中毛细胞并通过耳蜗神经将神经元冲动传递到大脑的神经元细胞体。
研究人员还可以首次在人类中可视化毛细胞中离散亚细胞结构域中的听力损失相关蛋白,例如头发簇(立体纤毛)中的TRIO和F-肌动蛋白结合蛋白(TRIOBP)和角质板中的LIM结构域仅蛋白7(LMO7),这是一种富含肌动蛋白的结构,可将立体纤毛固定在细胞体上。立体纤毛是从皮质器官的毛细胞中突出的微观或纳米大小的"毛发"。它们对来自到达我们的声音的机械振动做出反应,并通过小中耳骨从耳膜传递和放大到内耳。
综上所述,当前研究的结果表明,与年龄相关的听力损失相关的常见遗传变异会影响耳蜗的结构,特别是螺旋神经节的神经元过程,但也直接参与机械刺激转导为神经元冲动的结构。这些知识可能有助于更好地了解导致与年龄相关的听力损失的生物学机制,并产生预防策略,例如新的药物治疗。
乌普萨拉大学
Liu,W.等人(2021)智人年龄相关听力损失的全基因组关联和分子研究。BMC Medicine.doi.org/10.1186/s12916-021-02169-0.