基因烟雾探测器发现助力对抗药物诱导的平衡功能损伤
一项新型基因开关机制的发现为治疗药物诱导的平衡损伤(耳毒性)带来乐观希望。巴塞罗那大学与IDIBELL的研究人员揭示了特定抗生素或化疗药物导致平衡障碍背后的基因机制。内耳毛细胞损伤会引发眩晕及其他慢性平衡功能障碍,研究团队强调该发现亦有助于理解听力损失问题。此项研究由巴塞罗那大学医学与健康科学学院教授、神经科学研究所(UBneuro)及IDIBELL研究员霍尔迪·洛伦斯领导,发表于《生物医学科学杂志》,国家基因组分析中心(CNAG)研究人员亦参与其中。
平衡功能损伤的成因与后果
慢性前庭耳毒性的主要诱因是氨基糖苷类抗生素(如结核病复发时的首选药物链霉素)或顺铂等抗癌药物。洛伦斯解释称:“持续使用这些药物会启动退化过程,导致毛细胞与神经元脱离、形态变形,最终被排出感觉组织。”前庭系统毛细胞无法再生,“我们仅有与生俱来的毛细胞,一旦丧失将导致平衡功能永久缺失,后果多样:从无法骑自行车到运动时视力模糊、跌倒、定向困难、头晕或眩晕。”
研究人员通过RNA-seq分析——即对前庭系统组织中基因全局表达的研究——发现毛细胞在退化初期会改变基因表达以适应耳毒性药物造成的渐进性损伤。“许多定义毛细胞身份的基因表达减少,这些基因决定其形态及通过产生信号响应运动的能力,”洛伦斯解释道。
早期检测对恢复平衡功能的关键作用
研究结果与另一发现共同表明:退化过程早期损伤具有可逆性,因此必须尽早检测问题以阻断毒性并避免不可逆损伤。“毛细胞与神经元断开连接并停止向大脑传递信息,但若及时中断毒性,连接可修复且功能能恢复,这将大幅降低永久性功能丧失风险,”研究者强调。
慢性耳毒性的潜在生物标志物
该研究或推动病理诊断与治疗进展。研究人员认为,所识别的耳毒性药物应激基因机制未来可用于“测量此类应激并评估潜在疗法效果,例如开发能阻止毛细胞消除过程或促进其修复的药物”。研究还发现新基因Vsig10l2——毛细胞表达的基因在所有分析模型中显著降低,“该基因作为慢性耳毒性临床前研究的潜在标志物极具价值,”洛伦斯表示。本研究亮点在于采用四种不同慢性耳毒性模型(涉及两种动物物种及两种毒素)进行交叉验证。
对衰老及其他疾病的启示
综合分析表明,毛细胞退化过程是对各类毒素的普遍响应。“这不是特定毒素引发的条件性反应,而是毛细胞应对任何慢性耳毒性的基础反应,”巴塞罗那大学教授强调。研究团队正在TV3马拉松项目资助下,探索前庭神经鞘瘤患者(一种自发性或神经纤维瘤病2型引发的听觉前庭神经肿瘤)前庭功能丧失的相关性。“该项目使我们开发出培养模型,得以研究毛细胞在死亡前如何逐步受损的慢性效应,”他总结道。研究者指出:“这些发现可能适用于所有前庭毛细胞进行性丧失的慢性病理,包括年龄相关的前庭功能衰退。我们假设听觉毛细胞可能有类似反应,这将助力理解听力损失问题。”
参考文献:前庭感觉上皮中慢性耳毒性期间毛细胞特异性基因的早期下调
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