一項新型基因開關機制的發現為治療藥物誘導的平衡損傷(耳毒性)帶來樂觀希望。 巴塞羅那大學與IDIBELL的研究人員揭示了特定抗生素或化療藥物導致平衡障礙背後的基因機制。 內耳毛細胞損傷會引發眩暈及其他慢性平衡功能障礙,研究團隊強調該發現亦有助於理解聽力損失問題。 此項研究由巴塞羅那大學醫學與健康科學學院教授、神經科學研究所(UBneuro)及IDIBELL研究員霍爾迪·洛倫斯領導,發表於《生物醫學科學雜誌》,國家基因組分析中心(CNAG)研究人員亦參與其中。
平衡功能損傷的成因與後果
慢性前庭耳毒性的主要誘因是氨基糖苷類抗生素(如結核病復發時的首選藥物鏈黴素)或順鉑等抗癌藥物。 洛倫斯解釋稱:「持續使用這些藥物會啟動退化過程,導致毛細胞與神經元脫離、形態變形,最終被排出感覺組織。 “前庭系統毛細胞無法再生,”我們僅有與生俱來的毛細胞,一旦喪失將導致平衡功能永久缺失,後果多樣:從無法騎自行車到運動時視力模糊、跌倒、定向困難、頭暈或眩暈。 ”
研究人員通過RNA-seq分析——即對前庭系統組織中基因全域表達的研究——發現毛細胞在退化初期會改變基因表達以適應耳毒性藥物造成的漸進性損傷。 “許多定義毛細胞身份的基因表達減少,這些基因決定其形態及通過產生信號響應運動的能力,”洛倫斯解釋道。
早期檢測對恢復平衡功能的關鍵作用
研究結果與另一發現共
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同表明:退化過程早期損傷具有可逆性,因此必須儘早檢測問題以阻斷毒性並避免不可逆損傷。 “毛細胞與神經元斷開連接並停止向大腦傳遞資訊,但若及時中斷毒性,連接可修復且功能能恢復,這將大幅降低永久性功能喪失風險,”研究者強調。
慢性耳毒性的潛在生物標誌物
該研究或推動病理診斷與治療進展。 研究人員認為,所識別的耳毒性藥物應激基因機制未來可用於「測量此類應激並評估潛在療法效果,例如開發能阻止毛細胞消除過程或促進其修復的藥物」。。 研究還發現新基因Vsig10l2——毛細胞表達的基因在所有分析模型中顯著降低,“該基因作為慢性耳毒性臨床前研究的潛在標誌物極具價值,”洛倫斯表示。 本研究亮點在於採用四種不同慢性耳毒性模型(涉及兩種動物物種及兩種毒素)進行交叉驗證。
對衰老及其他疾病的啟示
綜合分析表明,毛細胞退化過程是對各類毒素的普遍回應。 “這不是特定毒素引發的條件性反應,而是毛細胞應對任何慢性耳毒性的基礎反應,”巴塞羅那大學教授強調。 研究團隊正在TV3馬拉松項目資助下,探索前庭神經鞘瘤患者(一種自發性或神經纖維瘤病2型引發的聽覺前庭神經腫瘤)前庭功能喪失的相關性。 “該專案使我們開發出培養模型,得以研究毛細胞在死亡前如何逐步受損的慢性效應,”他總結道。 研究者指出:「這些發現可能適用於所有前庭毛細胞進行性喪失的慢性病理,包括年齡相關的前庭功能衰退。 我們假設聽覺毛細胞可能有類似反應,這將助力理解聽力損失問題。 ”