研究人员发现两步的内耳提示链接再生机制

NIH-supported的一个研究小组是第一个节目,在老鼠中,一个意想不到的两步过程发生在内耳的生长和再生提示链接。

提示链接是链接静纤毛细胞外的束缚,微小的感官预测内耳毛细胞将声音转化为电信号,并在听力起着关键的作用。

发现潜在的干预措施提供了一个可能的机制可以保护听力的人听力损失引起的遗传病相关提示链接功能障碍。

支持的工作是国家耳聋和其他沟通障碍研究所(NIDCD),美国国立卫生研究院的一个组成部分。

结果出现在2013年6月11日在线版的《公共科学图书馆·生物学》杂志上。这项研究的资深作者Gregory i Frolenkov副教授在肯塔基大学的医学院,列克星敦,和他的同伴,阿图尔a . Indzhykulian博士是第一作者。

静纤毛束的易怒的预测从顶部延伸的感觉细胞,在内耳毛细胞,。每个静纤毛束安排在三个排列整齐,从低到高像楼梯的步骤。

提示链接是微小的线型链链接的一个短的静纤毛高的一边一个。当声音振动进入内耳,静纤毛,提示连接的链接,同侧的所有精益和开放的特殊渠道,叫做转导通道。

这些pore-like空缺允许钾离子和钙离子进入头发细胞和启动一个电信号的信号传递给大脑,最终解释为声音。

最近发现的研究建立在大量实验室NIDCD和其他地方,仔细策划提示链接和蛋白质的结构和功能组成。

早期的研究表明,冰山链接是由两种蛋白质- cadherin-23 (CDH23)和protocadherin-15 (PCDH15),加入链接,与PCDH15底部的提示链接网站的转导通道,和CDH23上端。科学家认为大会是静态和稳定的两种蛋白质一旦保税。

提示链接打破容易暴露在噪音。但与毛细胞,人类不能再生,提示链接自我修复,主要在几小时内。提示链接的打破,再生,已经知道多年,被视为一个临时听力损失的原因你可能经历一声爆炸的声音(或一声音乐会)。

一旦提示链接再生,毛细胞通常函数返回到正常水平。科学家们不知道如何链接重新组装。

研究提示链接组装,研究人员对待年轻,产后(5 - 7天)鼠标感觉毛细胞BAPTA——一种物质,如噪音、损害赔偿和扰乱提示链接。

图像的蛋白质,开创了一种改进的标签然后扫描电子显微镜(SEM)技术,电镜下观察使用抗体绑定到黄金粒子附着在蛋白。然后利用SEM他们在高分辨率成像细胞来确定蛋白质的位置之前,期间和之后BAPTA治疗。

研究人员发现提示链接化学中断后,一个新的提示链接形式,而是正常的组合CDH23和PCDH15 PCDH15蛋白质的链接是由两端。

在接下来的24小时内,上端的PCDH15蛋白质被CDH23提示链接是恢复正常。

为什么提示链接使用两步再生而不是一个整洁的单步尚不清楚。原因仍然不清楚,CDH23消失后,静纤毛噪音损害而PDCH15停留。

寻求快速再生,PDCH15依附于另一个PDCH15越低,形成了一个简短的,功能稍弱提示链接。在36个小时后,在一段时间后损坏,当CDH23回报,PDCH15放弃其临时合作伙伴和更为强大的伴侣在CDH23相接。换句话说,PDCH15喜欢CDH23,但在紧要关头会和一个一点PDCH15弱键直到CDH23出现。

研究者耦合的电生理学研究的SEM观察显示提示链接功能性质的改变在这两步的过程。

临时PCDH15 / PCDH15提示链接有一个稍微不同的功能比永久PDCH15 / CDH23组合响应。

人员能够关联函数的差异蛋白质组合构成的链接。

额外的实验显示,当毛细胞发展,提示链接使用相同的两步过程。

先前的研究已经表明,CDH23和PCDH15都需要正常的听觉和视觉。事实上,NIDCD科学家在早期研究表明,这两种基因的突变可以导致听力损失或deaf-blindness发现在亚瑟综合征类型1 d和f。

“在失聪的情况下个体无法使功能CDH23 PCDH15蛋白质这一新的临时联盟的知识形成一个较弱的,不过功能,提示链接可以通知治疗,将鼓励双PCDH15债券成为永久和维护至少有限的听力,”汤姆·弗里德曼说,博士,分子遗传学实验室主任NIDCD研究开始的地方。

NIDCD校内基金支持的研究是DC000048-15和NIDCD /国家卫生研究院的基金R01 DC008861 R01 DC002368, R01 DC012564, P30 DC0058983。