耳の中の傷ついた『音検出細胞』を回復するタンパク質が見つかる

ジョンズ・ホプキンス大学の研究者は、マウスの遺伝的ツールを使用して、有毛細胞として知られる音響検出細胞が哺乳類の内耳で生まれるタイミングを正確に制御するタンパク質のペアを特定しました。

6月12日にeLifeで公開された報告に記載されている、そのタンパク質は、不可逆的な難聴の人々の聴覚を回復するための将来の治療の鍵を握る可能性があります。

「私たちの分野の科学者たちは、音を感知して伝達する有毛細胞の形成を引き起こす分子信号を長い間探していました。」

と、ジョンズ・ホプキンス大学医学部神経科学の准教授である、アンジェリカ・ドエツルホファー博士は言います。

「これらの有毛細胞によって難聴が主に引き起こされ、それらの発達の詳細を知ることで、損傷した有毛細胞を交換する方法を見つけるのに役立ちます。」

哺乳類は音を聞くため、音の振動を伝えるための蝸牛と呼ばれる内耳は空洞のカタツムリの殻のような構造をしています。

蝸牛の内側に並ぶのは、脳に音の情報を伝える内有毛細胞と外有毛細胞の2種類の音検出細胞です。

遺伝性難聴の推定90％は、有毛細胞の問題、または有毛細胞を脳に接続する聴覚神経の損傷が原因です。

騒音や特定のウイルス感染による難聴は、有毛細胞の損傷から生じます。

他の哺乳類や鳥のそれとは異なり、人間の有毛細胞は再生できません。

そのため、有毛細胞が損傷すると、永久的に難聴となります。

科学者は、有毛細胞の誕生の最初のステップは、渦巻く蝸牛の最も外側の部分から始まることを知っています。ここで、前駆細胞は有毛細胞に変化し始めます。

そして、スタジアムで「ウェーブ」を実行する観衆のように、蝸牛のらせん形状に沿って前駆細胞は蝸牛の内側に到達すると停止し、波に沿って有毛細胞に変わります。

ドエツルホファー博士と彼女の研究チームは、有毛細胞がどこで発達を開始するかを突き止め蝸牛のらせんに形状に沿って適切な場所に適切なタイミングで存在する分子を探しました。

研究者が調べたタンパク質のうち、アクチビンAとフォリスタチンの2つのタンパク質のパターンは、他のものよりも際立っていました。

蝸牛のらせん状の経路に沿って、前駆細胞が有毛細胞に変化する場所でアクチビンAのレベルが増加しました。

しかし、フォリスタチンはアクチビンAと反対の挙動を示しているようでした。

前駆細胞が最初に有毛細胞に変換し始め、前駆細胞がまだ変換を開始していない時、アクチビンAは波のように内向きに動き、フォリスタチンは波のように外向きに動きました。

「アクチビンAとフォリスタチンは細胞を調節するために自然と反対の方法で働くことがわかっています。」

とドエツルホファー博士は言います。

「それで、耳の中についての我々の発見に基づいて、2つのタンパク質が前駆細胞にバランスをとって、蝸牛のらせん形状に沿った有毛細胞の形成を制御しているようです。」

アクチビンAとフォリスタチンが有毛細胞の発達をどのように正確に調整するかを解明するために、研究者らは2つのタンパク質それぞれの効果を個別に研究しました。

第一に、彼らは正常なマウスの蝸牛でアクチビンAのレベルを増加させました。

これらのマウスでは、前駆細胞の有毛細胞への変換が早すぎるため、有毛細胞が蝸牛のらせん形状に沿って時期尚早に現れます。

フォリスタチンを過剰生産するか、またはアクチビンAをまったく生産しないように設計されたマウスでは、有毛細胞の形成が遅れ、無秩序に蝸牛内で複数の列に散らばっているように見えました。

「アクチビンAとフォリスタチンの作用は非常に正確にタイミングが合わされるため、その開発中に妨害が起こり蝸牛の組織に悪影響を与える可能性があります。」

とドエツルホファー博士は述べています。

「それは家を建てるようなものです。土台が正しく敷設されていないと、その上に建てられたものはすべて影響を受けます。」

フォリスタチンの過剰生産が有毛細胞を混乱させる理由をより詳しく確認し、研究者は、このタンパク質のレベルが高いと前駆細胞がより頻繁に分裂し、その結果、より多くの細胞が無秩序により内側で有毛細胞に変換されることを発見しました。

ドエツルホファー博士は、有毛細胞の開発に関するこの研究は基本的ではあるが、損傷した有毛細胞に起因する難聴を治療するための潜在的な方法となる可能性があると指摘しています。

「有毛細胞は、興味深い生物学的疑問であるため、それがどのように進化したのかには興味があります。」

と彼女は言います。

「しかし、私たちはその知識を使用して、難聴の新しい治療方法や治療の改善、または開発したいと考えています。」

この研究は、難聴およびその他のコミュニケーション障害に関する国立研究所および聴覚研究のためのデビッド・M・ルーベンスタイン基金によって支援されました。

【以下のウェブサイトより引用】

Science Daily