這一發現有助于治療聽覺障礙和纖毛病變
美國科學家近日的一項研究,首次揭示了內耳中一種微小的晶體如何構成負責探測聲音和引力的傳感器。這些微小晶體位于纖毛的尾端,在聲音感知、維持平衡和控制運動方面起重要作用。該研究可能有助開發潛在的基因標靶療法,幫助解決由纖毛問題引發的一般性聽覺和平衡問題。相關論文11月30日在線發表于《自然》(Nature)雜志。
研究人員使用高速高分辨率的攝像系統,來觀察胚胎期斑馬魚正在發育的耳中纖毛的實時運動。這種魚的發育經歷了與人和其他脊椎動物類似的過程,使得其適合用于實驗。

上方圖片是出生3天的正常斑馬魚,下方圖片是阻止了纖毛運動的斑馬魚,其腦部膨脹(白色箭頭),耳部畸形(黑色箭頭)而且心腔形狀異常(左下方三角形)。
研究人員用熒光探針標記了斑馬魚中的纖毛,并用微觀攝影術來記錄纖毛和其他內耳結構。在對照組斑馬魚中,長纖毛像漿一般劃動,形成漩渦,使得小的顆粒在漩渦周圍轉動。在適當位置聚集的大量旋轉小顆粒就形成了內耳的晶體傳感器。
論文通訊作者、加州大學洛杉磯分校副教授Kent Hill說:“之后我們阻止了控制動力蛋白(dynein)基因的表達,這種動力蛋白是一種極小的分子馬達,它能驅動纖毛運動。當我們檢查斑馬魚胚胎時,我們看到纖毛運動停止了。最終,小顆粒不再聚集在正確位置。耳晶體不僅出現在錯誤的位置,畸形,且大小也變得不正常。”
他說:“纖毛運動與耳晶體形成有關這一觀點過去從未被實驗驗證過。我們的發現表明,耳內纖毛確實會運動,而且證明了纖毛運動是耳晶體聚集在正確位置所必需的。”
根據Hill的說法,這一發現有助于開發療法,治療聽覺障礙和纖毛病變。纖毛病變是一種由纖毛功能不良造成的問題,可能會造成精子相關性不育、多囊腎病、肺和呼吸道問題以及腦腫脹等。