研究人员发现与听力丧失有关的新基因突变

【字体: 时间:2021年05月11日 来源:

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  宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania)的研究人员在老鼠身上进行的一项新研究表明,一种名为GAS2的基因在正常听力中起着关键作用,缺失GAS2会导致严重的听力损失。研究人员发现,缺乏功能性GAS2的内耳支持细胞失去了放大能力,导致小鼠严重的听力障碍。

  

美国疾病控制与预防中心表示,60%的婴儿听力丧失是由遗传原因造成的。然而,环境中也有很多因素会导致听力损失。在某些情况下,听力丧失是基因和环境共同作用的结果。宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania)的研究人员在老鼠身上进行的一项新研究表明,一种名为GAS2的基因在正常听力中起着关键作用,缺失GAS2会导致严重的听力损失。

新的研究“耳蜗支持细胞需要GAS2来构建细胞骨架和听力”发表在《发育细胞》杂志上。研究人员发现,缺乏功能性GAS2的内耳支持细胞失去了放大能力,导致小鼠严重的听力障碍。

研究人员写道:“哺乳动物的机械感觉毛细胞对沿耳蜗管的频率相关位置的振动做出反应,从而激活声音。”“我们证明,内耳支持细胞提供了一个结构框架,通过耳蜗隔板传输声音能量。”

这项研究的资深作者道格拉斯·j·爱泼斯坦博士,宾夕法尼亚大学医学遗传学教授解释说:“150年前的解剖学家煞费苦心地画出这些支持细胞和其独特的内部结构的细节,但直到现在,关于GAS2这一发现,我们理解这些结构正常听力的重要性。”

目前,治疗遗传性听力损失的方法包括助听器和/或人工耳蜗植入。虽然助听器和人工耳蜗植入是有帮助的治疗,但它们不能使听力恢复到正常水平。

爱泼斯坦的研究小组之前发现,在胚胎中,另一种已知对内耳发育至关重要的基因启动了小鼠版本的人类Gas2。然后,该团队开发了一组小鼠,将该基因从基因组中剔除,以确定Gas2的作用。

研究人员困惑地观察到,被gas2敲除的老鼠的内耳细胞和结构似乎正常。然而,这些动物的听力却严重受损。

实验表明,由于Gas2的缺失,柱状细胞和deiter细胞失去了刚度,严重降低了它们所支持的外毛细胞的声音放大特性。

“编码细胞骨架调节蛋白GAS2的人类和小鼠,由于柱状细胞和deiter '细胞中微管束的紊乱和不稳定而表现出听力损失,柱状细胞和deiter '细胞是两种内耳支持细胞,具有独特的细胞骨架特化。维持微管束完整性的失败降低了支持细胞的刚度,这反过来改变了Gas2突变体的耳蜗微观力学。”

该实验包括在gas2敲除小鼠和正常小鼠的内耳中传播声波的成像,由南加州大学凯克医学院(Keck School of Medicine)的主任兼耳鼻喉科、头颈外科教授John Oghalai医学博士和他的团队进行。

研究人员在医学文献中没有发现gas2相关先天性听力损失的报道。然而,荷兰内梅亨大学医学中心(Radboud University Medical Center)分子耳遗传学教授、汉尼·克莱默(Hannie Kremer)博士给爱普斯坦发邮件说,她和她的团队一直在研究一个索马里家庭,其中四个兄弟姐妹从小就有严重的听力损失。受影响的家庭成员没有已知的听力损失基因突变,但每个人都携带两个GAS2突变副本。

该研究确定GAS2是一种潜在的人类听力损失新基因,这是已知的第一个影响内耳支持细胞力学特性的基因。

“在许多遗传性听力损失情况下,受影响的细胞会永久受损或死亡,但在这一情况下,受影响的细胞是完整的,可以通过恢复GAS2的功能来恢复正常或接近正常,”Epstein补充说。

爱普斯坦认为,这有可能是一个候选基因治疗的研究,但他指出这种基因疗法可能不仅有用,更明显的听力损失儿童早期的情况下,而且在案件中,遗传突变导致较慢的听力损失在成年后的发展。

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