Потеря слуховых волосковых клеток из-за длительного воздействия к громкому шуму, несчастным случаям, болезни, старению или лечению – главная причина потери слуха и долгосрочной нетрудоспособности во взрослых во всем мире. Некоторые выжившие после детского рака также находятся в опасности из-за повреждения волосковых клеток из-за определенных агентов химиотерапии. Лечение сосредоточилось на электронных устройствах как слуховые аппараты или кохлеарные внедрения, потому что когда-то потерянный, человеческие слуховые волосковые клетки не вырастают снова.«В этом исследовании мы обратились к Матери природе для ответов, и мы были вознаграждены», сказал соответствующий автор Цзянь Цзо, доктор философии, член Отдела Св.
Джуда Нейробиологии Развития. «В отличие от этого, в людях, слуховые волосковые клетки действительно восстанавливают у рыбы и цыпленка. Процесс включает вниз регулирующее выражение белка p27 и регулирующий выражение белка Atoh1. Таким образом, мы попробовали тот же самый подход у специально разведенных мышей».
Управляя теми же самыми генами, Цзо и его коллеги побудили клетки поддержки, расположенные во внутреннем ухе взрослых мышей брать появление незрелых волосковых клеток и начинать производить некоторые белки подписи волосковых клеток.Ученые также определили генетический путь для регенерации волосковой клетки и детализировали, как белки в том пути сотрудничают, чтобы способствовать процессу. Путь включает белки GATA3 и POU4F3 наряду с p27 и ATOH1.
На самом деле следователи нашли, что POU4F3 один было достаточно, чтобы восстановить волосковые клетки, но что больше волосковых клеток было восстановлено, когда и ATOH1 и POU4F3 были включены.«Работа в других органах показала, что перепрограммирование клеток редко достигается, управляя единственным фактором», сказал Цзо. «Это исследование предполагает, что поддерживающие клетки в улитке уха не исключение и могут извлечь выгоду из методов лечения, которые предназначаются для белков, определенных в этом исследовании».
Результаты имеют последствия для клинического испытания фазы 1 теперь в стадии реализации, которое использует генотерапию, чтобы перезапустить выражение ATOH1, чтобы восстановить волосковые клетки для обработки потери слуха.ATOH1 – транскрипционный фактор, необходимый для развития волосковой клетки.
В людях и других млекопитающих, выключен ген, когда процесс завершен. В людях производство ATOH1 прекращается до рождения.«Это исследование предполагает, что, предназначаясь p27, GATA3 и POU4F3 могут увеличить результат генотерапии и других подходов, которые стремятся перезапускать выражение ATOH1», сказал Цзо.Исследование также показало новую роль для p27.
Белок известен прежде всего как служение в качестве проверки пролиферации клеток. Однако в этом исследовании p27 подавил производство GATA3. Так как GATA3 и ATOH1 сотрудничают, чтобы увеличить выражение POU4F3, уменьшение уровней GATA3 также уменьшило выражение POU4F3. Когда p27 ген был удален у мышей, уровни GATA3 увеличились наряду с выражением POU4F3.
Регенерация волосковой клетки увеличилась также.«Работа продолжает выявлять другие факторы, включая маленькие молекулы, необходимый для не только способствуют созреванию и выживанию недавно произведенных волосковых клеток, но также и увеличивают их число», сказал Цзо.