研究表明內(nèi)耳細胞的棋盤狀排列對聽力至關重要

日本的一個研究小組率先揭示了內(nèi)耳 Corti 器官中呈棋盤狀排列的細胞對聽力至關重要。這一發(fā)現(xiàn)從細胞自組織的角度對聽力如何工作提供了新的見解，也將使人們更好地理解各種聽力損失障礙。

該研究小組包括神戶大學醫(yī)學研究生院的助理教授 TOGASHI Hideru 和兵庫縣立神戶兒童醫(yī)院的 KATSUNUMA Sayaka 博士。

這些研究成果于2022年12月8日在線發(fā)表在Frontiers in Cell and Developmental Biology上。

要點

在內(nèi)耳的柯蒂氏器中，有兩種細胞排列成棋盤狀馬賽克圖案;負責聽力的毛細胞及其支持細胞。然而，這種棋盤模式與聽力功能之間的關系長期以來一直不清楚。

在 Corti 器官中的細胞無法形成這種棋盤圖案的小鼠中，只有毛細胞死亡(細胞凋亡)，從而導致耳聾。

據(jù)了解，棋盤布局在保護毛細胞及其功能方面發(fā)揮著基本的結(jié)構作用，這是世界上第一次，因為這種排列可以防止毛細胞相互粘附。

已經(jīng)在許多不同種類動物的各種感覺器官中觀察到這種細胞鑲嵌圖案。了解細胞自組織如何形成這些鑲嵌圖案背后的機制將有助于闡明各種感覺器官的功能和疾病背后的機制。

研究背景

內(nèi)耳耳蝸是聽聲音所必需的，位于其內(nèi)部的是柯蒂氏器。當在顯微鏡下從上方觀察柯蒂氏器時，可以看到兩種類型的細胞以精確有序的布局排列，類似于國際象棋或棋盤。將聲波傳送到大腦的毛細胞被支持細胞隔開，從而防止毛細胞相互接觸。盡管人們認為這種棋盤式排列對于 Corti 器官的正常運作是必要的，但這種模式與聽力功能之間的關系長期以來一直不清楚。

該研究小組此前透露，這種內(nèi)耳棋盤是由一種細胞分離機制形成的，這種機制使毛細胞和支持細胞能夠正確地排成一行。毛細胞和支持細胞各自表達不同類型的細胞粘附分子連接蛋白。這導致一個毛細胞和一個支持細胞比兩個毛細胞或兩個支持細胞更牢固地相互粘附。此屬性導致毛細胞和支持細胞以棋盤圖案排列。在這些連接蛋白分子之一不起作用的小鼠模型中，屬性發(fā)生變化，棋盤圖案無法正確形成。在這項研究中，研究人員使用這些小鼠來研究細胞的棋盤排列與聽力功能之間的聯(lián)系。

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