由Albert Edge博士领导的大量眼耳科学家团队,与Yushi Hayashi博士博士合作,已经确定了导致罕见综合征诺里氏病耳聋的机制。研究人员发现,这种罕见疾病患者所缺乏的诺里病蛋白(NDP),对负责听力的耳蜗毛细胞的维持和生存至关重要。
他们还发现了一种被认为对毛细胞再生至关重要的途径,即Wnt途径,可以通过恢复诺里综合症失聪小鼠的听力来模仿NDP的效果。该方法和另一种在附近细胞中过表达NDP的技术都能预防和挽救听力损失。
这项新发现发表在9月28日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,可能会为这种不治之症和其他形式的严重听力损失带来有希望的治疗目标。
大飞辅助诺瑞氏症是一种遗传性疾病,由NDP基因的100多种不同突变引起,可导致男性失明、耳聋和智力残疾。患有诺里氏病的婴儿出生时是失明的,但他们的听力通常在出生时是正常的,在平均12岁时逐渐恶化,严重丧失听力。听力损失对有受影响的孩子的家庭来说尤其具有毁灭性。
此前,研究人员认为诺莉病引起的血管问题是导致视力和听力损失的原因。然而,新的发现表明,缺乏NDP是导致毛细胞恶化并最终导致耳聋的原因。
通过更多地了解这种蛋白质在毛细胞损失中的作用,研究人员能够针对两种途径,有效地预防和逆转诺里病小鼠模型的听力损失。
埃奇博士说:“在此之前,人们对诺瑞氏病儿童失聪的原因知之甚少。”埃奇博士是伊顿-皮博迪实验室(Eaton-Peabody Laboratories at Mass Eye and Ear)的首席研究员,也是哈佛医学院(Harvard Medical School)耳鼻喉科-头颈外科教授。“通过我们的研究,我们已经确定了未来预防听力损失的潜在治疗途径。这些发现也可能对更常见的永久性听力损失有所启示。”
动物研究为鲜为人知的疾病提供了新的线索
为了更好地理解NDP基因的作用,研究人员利用了缺乏该基因的敲除小鼠。他们发现这些小鼠的耳蜗毛细胞有异常,这些细胞在出生到2个月大之间死亡,与进行性耳聋的时间进程相对应。
然后,研究人员进一步观察了NDP基因敲除小鼠的病理。通过分析NDP下游基因的表达,研究人员发现NDP控制着耳蜗毛细胞成熟和维持所需的转录调节网络。他们的结论是,缺乏NDP会扫雷群影响毛细胞的发育;毛细胞在出生时看起来是正常的,但随着它们的成熟,一些毛细胞死亡,而另一些毛细胞的蛋白质表达出现了缺陷。这可以解释为什么患有这种疾病的儿童会在很晚的时候失去听力,有时甚至是7岁的时候。
在更好地理解了病理之后,他们测试了两种挽救模型,以恢复被敲除小鼠的听力损失。首先,他们刺激了Wnt信号通路,他们之前发现这一通路对毛细胞再生很重要。他们通过在新生基因敲除小鼠体内过表达一种名为β-catenin的分子来做到这一点,这种分子复制了NDP对毛细胞的影响,并导致了正常的听力。这一结果表明Wnt信号通路是一种可能的治疗方式。
他们使用的另一种方法是在毛细胞附近的细胞中过表达NDP,这样这些支持细胞就会将NDP分泌到毛细胞周围的区域。一旦这些细胞分泌出NDP,这种蛋白质就会与毛细胞结合,从而恢复小鼠的正常功能,挽救耳聋。
“这两种方法分别指向了潜在的治疗方法,我们计划在未来的研究中进行测试,”Hayashi博士说。
对其他形式听力损失的影响
未来的研究将测试不同年龄和疾病阶段动物模型的潜在治疗方法。基因疗法和其他药物可能被用作刺激听力恢复的方法。
这项新发现可能对研究目前缺乏治愈方法的诺里氏病的治疗方法有意义。通常,诺莉病是在一个孩子出生时就被诊断为失二八杠技术明;因此,如果诺瑞氏病听力损失的治疗是可行的,那么应该有可能在发病前就开始治疗。
这一发现也可能对导致耳蜗毛细胞死亡的其他形式的听力损失产生影响。目前还没有办法拯救和逆转人类毛沧州之窗网细胞的死亡。艾奇博士和他的同事一直在寻找刺激Wnt信号通路再生毛细胞的其他方法,这些发现可能有助于这一工作。
Edge博士说:“这项工作有很多意义,其中一个很明显,NDP是正常耳中Wnt信号的整体图像的一部分。”“虽然这项工作还处于早期和实验性阶段,但这项新研究加强了我们的假设,即Wnt信号对毛细胞的再生很重要。”