Ключ к возрастной тугоухости
Международная группа исследователей под руководством адъюнкт-профессора Ронны Херцано (Ronna Hertzano) из университета Мэриленда идентифицировала ген Ikzf2, выступающий в роли ключевого регулятора активности наружных волосковых клеток внутреннего уха, необходимых для распознавания звуков.
Внутреннее ухо имеет два типа чувствительных волосковых клеток, необходимых для регистрации звуков. Внутренние волосковые клетки конвертируют звуки в нервные сигналы, впоследствии поступающие в головной мозг. В отличие от них, внешние волосковые клетки усиливают и регулируют звуки. Без них звуки становятся приглушенными, и внутренние волосковые клетки посылают в мозг очень слабый сигнал.
Утрата внешних волосковых клеток является причиной происходящего у всех без исключения людей возрастного угасания слуха. Часть этих клеток, обеспечивающих распознавание высоких звуков, утрачивается уже в 30-летнем возрасте. Само по себе воздействие звуков, в особенности громких, в конечном итоге приводит к повреждению внешних волосковых клеток.
Группа доктора Херцано использовала подходы биоинформатики и функциональной геномики для идентификации гена, выполняющего ключевую роль в регуляции активности генов, вовлеченных в развитие внешних волосковых клеток. В ходе работы ученые объединили усилия с исследователями из института Харуэлла (Великобритания), работающими под руководством доктора Майкла Боула (Michael Bowl), идентифицировавших мышей с ранней прогрессирующей тугоухостью, причиной которого является нарушение функционирования внешних волосковых клеток. Причиной объединения стало выяснение того, что обе группы занимались изучением одного и того же гена. Последующая совместная работа была посвящена выяснению биологической функции гена Ikzf2, кодирующего фактор транскрипции helios, а также его роли в развитии внешних волосковых клеток. (Фактор транскрипции – белок, регулирующий экспрессию генов.) Изучаемая авторами мутация мышиной версии гена Ikzf2 изменяла одну аминокислоту в критичной части молекулы helios, что нарушало транскрипционную регуляторную активность этого белка.
Для проверки предположения о том, что helios необходим для дифференцировки внешних волосковых клеток, исследователи ввели во внутренние волосковые клетки новорожденных мышей вирусный вектор, запускающий гиперэкспрессию helios. В результате часть зрелых внутренних волосковых клеток приобрела характеристики внешних волосковых клеток. В частности, внутренние волосковые клетки с избыточной экспрессией белка helios начали продуцировать белок престин и демонстрировать способность к электрической подвижности, присущей исключительно этим клеткам. Таким образом была продемонстрирована способность фактора транскрипции helios наделять внутренние волосковые клетки характерными особенностями внешних волосковых клеток.
По словам директора института Харуэлла профессора Стива Брауна (Steve Brown), разработка методов лечения возрастной тугоухости является одной из наиболее сложных задач, стоящих перед медицинской и биомедицинской наукой. Понимание генетических программ, лежащих в основе развития и созревания обрабатывающих и передающих звуковые сигналы волосковых клеток внутреннего уха является необходимым условием появления подходов к регенерации этих клеток, массивно гибнущих при возрастной тугоухости. Идентифицировав ключевой регулятор Ikzf2/helios процесса созревания внешних волосковых клеток, авторы пролили свет на эту программу. Теперь в распоряжении исследователей есть мишень, путем воздействия на которую теоретически можно индуцировать продукцию новых внешних волосковых клеток в поврежденном внутреннем ухе, что на шаг приближает нас к появлению методов лечения возрастной тугоухости.
Статья Lauren Chessum et al. Helios is a key transcriptional regulator of outer hair cell maturation опубликована в журнале Nature.
Евгения Рябцева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of Maryland School of Medicine: UMSOM Expert Discovers Key Gene in Cells Associated with Age-Related Hearing Loss.