科学家发现导致耳聋的隐藏基因突变及修复方法

该研究的主要作者、芝加哥大学神经病学Jack Miller神经疾病研究教授翟荣 Grace Zhai博士表示：“这项研究令人兴奋，因为我们发现了一种与耳聋相关的新基因突变，更重要的是，我们找到了一个能真正缓解这种病症的治疗靶点。”她补充道，尽管该研究聚焦于携带CPD基因罕见突变组合的人群，但如果单一突变与年龄相关性听力损失有关联，其意义可能更为广泛。

CPD与听力损失的关联
研究人员在三个无亲缘关系的土耳其家庭中发现了一组特殊的突变组合后，开始对CPD基因展开研究。这些家庭均患有感音神经性听力损失（SNHL），这是一种先天性、遗传性疾病，会导致永久性耳聋。

感音神经性听力损失通常在儿童早期被诊断出来，长期以来被认为是不可逆的。助听器和人工耳蜗可以帮助改善声音感知，但目前尚无直接的医疗手段来修复潜在的损伤。

当科学家们通过基因数据库扩大搜索范围时，他们发现携带其他CPD基因突变的人也表现出早发性听力损失的迹象，这进一步加强了该基因与听觉功能之间的联系。

CPD如何保护感觉细胞
为了了解CPD如何影响听力，研究团队利用小鼠进行了实验。CPD基因通常会产生一种酶，负责生成氨基酸精氨酸，而精氨酸有助于生成一氧化氮——一种参与神经信号传递的关键神经递质。在内耳中，CPD基因突变会扰乱这一过程，引发氧化应激，并导致负责检测声音振动的脆弱感觉毛细胞死亡。

翟博士解释道：“事实证明，CPD通过维持毛细胞中的精氨酸水平，生成一氧化氮来实现快速的信号级联反应。这就是为什么尽管CPD在神经系统的其他细胞中普遍表达，但这些毛细胞对CPD的缺失尤为敏感或脆弱。”

果蝇实验揭示潜在治疗方法
研究人员还将果蝇作为模型，探究CPD基因突变如何影响听力。携带缺陷基因的果蝇表现出与内耳功能障碍一致的行为，如听力受损和平衡问题。

为了测试潜在的治疗方法，科学家们尝试了两种方法：一种是补充精氨酸，以弥补因基因缺陷而丢失的物质；另一种是使用西地那非（伟哥），这是一种已知能刺激因一氧化氮减少而被扰乱的信号通路之一的药物。两种治疗方法都改善了患者来源细胞的存活，并减轻了果蝇的听力损失症状。

翟博士说：“这项研究的真正影响在于，我们不仅了解了这种耳聋的潜在细胞和分子机制，还为这些患者找到了一条有希望的治疗途径。这是我们重新利用FDA批准药物治疗罕见疾病的一个很好的例子。”她还指出，这项研究也证明了果蝇模型在研究神经系统疾病（包括与年龄相关的疾病）中的价值：“它们使我们不仅能够理解疾病病理，还能确定治疗方法。”

将研究扩展到更广泛人群
研究人员计划继续研究一氧化氮信号在内耳感觉系统中的作用，还旨在调查CPD基因突变在更大人群中的常见程度，以及它们是否可能导致其他类型的听力损失。翟博士说：“有多少人携带这种基因的变异体？他们是否更容易患耳聋或年龄相关性听力损失？换句话说，这是否是其他类型感觉神经病变的风险因素？”

该研究包括来自多个机构的合作者，包括迈阿密大学、埃杰大学、安卡拉大学、玉兹温库大学、纪念希什利医院、爱荷华大学和北安普顿大学（英国）。