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2006年6月27日，星期二

6月28日出版的《神经科学杂志》（Journal of Neuroscience）上的一项研究表明，与导致人耳聋和失明的疾病相关的蛋白质可能是揭开我们如何聆听的最重要谜团的关键。美国国立卫生研究院（NIH）之一的国家耳聋和其他沟通障碍研究所（NIDCD）和英国布莱顿苏塞克斯大学的科学家已经确定protocadherin-15可能是目前的参与者-真相反应，其中声音被转换为电信号。 （Protocadherin-15是由一种基因产生的蛋白质，该基因会导致一种形式的1型Usher综合征，这是人类失聪的最常见原因。）这些发现不仅将提供洞悉分子水平听力的方式，但也可以帮助我们弄清楚为什么有些人在听到大声的声音后暂时失去听力，而只是在一两天后恢复听力。

NIH主任医学博士Elias A. Zerhouni说：“这些发现提供了与我们的听觉相关的复杂过程的更精确的描述。” “大约有15％的美国成年人报告了某种程度的听力损失，因此越来越重要的是，我们继续深入了解这些过程，帮助我们寻求新的更好的治疗方法，并为改善美国人的听力健康打开了大门。 ”

点击内部的“提示链接”
研究人员早就知道，毛细胞是内耳中的小感觉细胞，它们将声能转换成电信号，并传播到大脑，这一过程称为机械转导。但是，人们越靠近所涉及的结构，我们的理解就越模糊。当内耳中的流体由于中耳骨骼发出的振动而运动时，涟漪效应会导致毛细胞顶部的刚毛结构撞到上面的膜上并发生挠曲。就像三排体育场中的座位一样，被称为“立体纤毛”的刷毛也被分层排列，每个较低的座位都通过细微的，螺纹状的桥或链节与较高的座位相连。随着纤毛的偏转，纤毛表面上的毛孔状通道会打开，从而允许钾涌入，并产生电信号。因为必须存在“笔尖链接”（将较短的立体针的笔尖连接到相邻的较高的立体针的侧面的链接）才能使通道正常工作，所以科学家认为，这种结构可能是打开和关闭通道的原因门。研究人员建议，如果他们可以学习技巧链接的组成，那么他们将更接近于了解门机制的运作方式。

“这项研究确定protocadherin-15是与末端连接相关的蛋白质之一，从而最终回答了困扰研究人员多年的问题，”主任詹姆斯·F·巴特（James F. Battey）说，医学博士，博士NIDCD。 “由于这些研究人员之间的共同努力，我们现在最接近了解耳朵将机械能（或运动能）转换成大脑可以识别为声音的能量形式的机制。 。”

NIDCD的Zubair M. Ahmed博士和Thomas B. Friedman博士，以及苏塞克斯大学的Richard Goodyear博士和Guy P. Richardson博士等人一起使用几条证据可以证明Dr.固特异（Goodyear）和理查森（Richardson）早些时候发现其在幼雏的内耳中具有尖端连接。该蛋白质被称为“尖端连接抗原”（TLA），因为它会诱导特殊抗体的产生，这些抗体会在立体纤毛尖端与该蛋白质结合。

研究人员使用质谱技术（一种将物质分解成单个成分的实验室技术），分析了TLA的组成，发现了两个与人，小鼠和鸡中procadadherin-15蛋白的关键片段相匹配的肽序列，提示这两种蛋白在进化上具有可比性。使用蛋白质印迹分析进行的其他实验是一种技术，该技术通过将物质彼此分离并进行质量分离来鉴定物质中的单个蛋白质，并测试它们与某些抗体的反应方式，从而证明识别小鼠中原钙粘蛋白15的抗体也与TLA结合。

研究小组还分析了procadadherin-15的氨基酸序列，发现了四种不同的形式-其中三种存在于小鼠内耳的各个发育阶段。研究人员将内耳中发现的三种替代形式称为CD1，CD2和CD3，因为顺序变化发生在蛋白质的“胞质结构域”中-锚定在立体纤毛内部的一段氨基酸。 （很可能会分泌出第四种形式，称为SI。）在两种使用抗体标记靶蛋白的成像技术的帮助下，研究小组发现protocadherin-15沿立体纤毛的分布随形式而异， CD3形式仅位于成熟毛细胞中的纤毛纤毛尖端，而CD1形式沿成熟细胞中的纤毛纤毛长度存在，但不位于尖端。相反，CD2形式在毛细胞发育过程中沿着立体纤毛的长度表达，但在成熟的毛细胞中不存在。

最后，研究小组发现一种已知能破坏尖端连接的化学物质-BAPTA-对原钙粘蛋白15的CD1和CD2形式没有影响，但破坏了CD3形式。同样，正如已知的尖端连接在去除化学药品大约四小时后会重新出现一样，CD3形式在去除化学药品后的四到24小时内又恢复了。

基于这些发现，研究人员得出的结论是，不仅protocadherin-15现在被鉴定为尖端连接抗原，而且相对于尖端连接复合物以特定方式分布。他们提出，位于较短的立体音响的尖端的procadcadherin-15的CD3形式可以直接或间接链接到相邻的较高立体音响的CD1形式。这种情况可以帮助解释在现实生活中断开的尖端链接（例如，由于过度暴露于大声的噪音中）会导致暂时性听力损失，直到链接重新建立自身并恢复听力为止。

在未来的研究中，科学家计划更深入地研究procadadherin-15在尖端连接复合物中的作用，以及它是否与尖端连接形成过程中的其他成分相互作用。他们还希望确定一旦断开，如何刺激尖端链接重新形成。

这项工作得到了NIDCD和英国伦敦惠康基金会的支持。该项目的其他研究人员包括美国国立卫生研究院国家人类基因组研究所（马里兰州贝塞斯达）；英国剑桥大学；犹他州普罗沃杨百翰大学；巴基斯坦拉合尔国家分子生物学卓越中心；和肯塔基大学列克星敦分校。

NIDCD支持并进行有关正常，无序听觉，平衡，嗅觉，味觉，声音，语音和语言过程的研究培训，并根据科学发现向公众提供健康信息。有关NIDCD程序的更多信息，请访问网站www.nidcd.nih.gov 。

关于美国国立卫生研究院（NIH）：美国国立卫生研究院（NIH）是美国的医学研究机构，包括27个研究所和中心，并且是美国卫生与公共服务部的组成部分。 NIH是进行和支持基础，临床和转化医学研究的主要联邦机构，并且正在调查常见和罕见疾病的病因，治疗方法和治愈方法。有关NIH及其计划的更多信息，请访问www.nih.gov 。

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