약물로 시끄러운 음악과 노화로 인한 청력 상실을 예방할 수 있습니까?

연구자들은 청각 장애를 인간 내이의 세포 사멸과 연관시키는 유전자를 발견하여 청력 상실을 예방할 수 있는 새로운 기회를 창출했습니다.

사람의 청력은 큰 소음, 노화, 심지어 특정 약물에 의해 손상될 수 있으며 보청기나 인공와우 외에는 거의 의지할 수 없습니다.

그러나 이제 UCSF 과학자들은 청력 상실 동안 내이에서 무슨 일이 일어나는지 이해하는 데 돌파구를 마련하여 청각 장애 예방을 위한 토대를 마련했습니다.

2023년 12월 22일에 발표된 연구는 임상 조사 통찰력 저널는 청력 상실에 대한 동물 연구를 인간의 희귀한 유형의 유전적 청각 장애와 연결합니다. 두 경우 모두, TMTC4 유전자의 돌연변이는 UPR(Unfolded Protein Reaction)으로 알려진 분자 도미노 효과를 유발하여 내이의 유모 세포를 사멸시킵니다.

흥미롭게도, 큰 소음 노출이나 일반적인 화학 요법인 시스플라틴과 같은 약물로 인한 청력 상실은 유모 세포의 UPR 활성화로 인해 발생하며, 이는 UPR이 기본적으로 여러 가지 다른 형태의 난청일 수 있음을 시사합니다.

실험실 동물에는 UPR을 차단하고 청력 상실을 멈추는 여러 가지 약물이 있습니다. 연구원에 따르면, 새로운 발견은 청력을 잃을 위험이 있는 사람들에게 이러한 약물을 테스트하는 데 더 강력한 사례를 제공합니다.

“수백만 명의 미국 성인이 매년 소음 노출이나 노화로 인해 청력을 잃습니다. 그러나 무엇이 잘못되었는지는 미스터리였습니다.”라고 논문 공동 수석 저자이자 어린이 커뮤니케이션 센터 소장인 Dylan Chan 박사는 말했습니다. (CCC) UCSF 이비인후과. “우리는 이제 TMTC4가 인간 청각 장애 유전자이고 UPR이 청각 장애 예방을 위한 진정한 표적이라는 확실한 증거를 확보했습니다.”

귀의 유모세포가 어떻게 자멸하는지

2014년에 UCSF 뇌 발달 연구 프로그램의 책임자이자 논문의 공동 저자인 Elliott Sherr 박사는 뇌 기형을 앓고 있는 젊은 환자 중 몇몇이 모두 TMTC4에 돌연변이가 있다는 사실을 발견했습니다. 그러나 이 유전자에 대한 실험실 연구는 곧 수수께끼를 제시했습니다.

“우리는 TMTC4 돌연변이가 있는 쥐가 소아 환자처럼 초기에 심각한 뇌 결함을 가질 것으로 예상했지만 놀랍게도 처음에는 정상적인 것처럼 보였습니다.”라고 Sherr는 말했습니다. “그러나 그 동물들이 자라면서 우리는 그들이 큰 소리에 반응하지 않는다는 것을 알았습니다. 그들은 성숙한 후에 귀머거리가 되었습니다.”

Sherr는 내이 전문가인 Chan과 협력하여 인간의 노화 관련 청력 상실이 가속화된 버전처럼 보이는 쥐에게 무슨 일이 일어나고 있는지 조사했습니다. 그들은 귀에 있는 TMTC4 프라이밍 유모 세포에 대한 돌연변이가 자멸하고 큰 소음도 같은 일을 한다는 것을 보여주었습니다. 두 경우 모두 유모 세포에 과도한 칼슘이 넘쳐 UPR을 포함한 다른 세포 신호의 균형이 깨졌습니다.

그러나 그들은 이것을 막을 수 있는 방법이 있다는 것을 발견했습니다. 외상성 뇌 손상에서 UPR의 자폭 메커니즘을 차단하기 위해 UCSF에서 개발된 약물인 ISRIB는 소음에 노출된 동물의 청각 장애를 예방했습니다.

최초의 성인 청각 장애 유전자

2020년, 김봉직 박사가 이끄는 한국의 과학자들은 Chan과 Sherr의 2018년 발견을 20대 중반에 청력을 잃은 두 형제자매에게서 발견한 유전적 돌연변이와 연결했습니다. 돌연변이는 TMTC4에 있었고 Chan과 Sherr가 동물에서 본 것과 일치했지만 Sherr의 소아 신경학 환자의 돌연변이와는 달랐습니다.

Sherr는 “쥐 연구를 인간과 그렇게 빨리 연결하는 것은 드뭅니다.”라고 말했습니다. “한국인 협력자들 덕분에 우리는 시간이 지남에 따라 청각 장애를 겪는 많은 사람들을 위한 우리 작업의 타당성을 더 쉽게 증명할 수 있었습니다.”

충남대학교 의과대학(대한민국)의 이비인후과 의사인 김씨는 해당 환자의 세포를 UCSF로 수송하는 것을 촉진했습니다. Sherr와 Chan은 이들 세포의 UPR 활성을 테스트한 결과 실제로 TMTC4 돌연변이의 이러한 특징이 인간 환경에서 파괴적인 UPR 경로를 활성화한다는 사실을 발견했습니다.

Chan과 Sherr가 생쥐의 유모 세포에서만 TMTC4를 돌연변이시켰을 때 생쥐는 귀머거리가 되었습니다. 청각 장애가 없는 한국인 가족의 세포와 실험실 인간 세포주에서 TMTC4를 돌연변이시켰을 때 UPR은 세포를 자멸하도록 유도했습니다. TMTC4는 생쥐의 청각 장애 유전자 그 이상이었습니다. 인간의 청각 장애 유전자이기도 했습니다.

청각 장애 예방을 위한 발견 내용 번역

TMTC4 돌연변이를 이해하는 것은 성인 내이의 건강을 유지하는 데 중요하기 때문에 진행성 청각 장애를 연구하는 새로운 방법을 연구자에게 제공합니다. 돌연변이는 소음, 노화 또는 시스플라틴과 같은 약물로 인한 손상을 모방합니다.

연구자들은 시스플라틴을 복용해야 하거나 업무상 큰 소음에 노출되어야 하는 사람들이 UPR을 약화시키고 유모 세포가 쇠퇴하는 것을 방지하여 청력을 보존하는 약물을 복용하는 미래를 상상합니다.

또한 과학은 UPR이 알츠하이머병이나 루게릭병과 같이 오랫동안 치료가 불가능하다고 여겨졌던 질병을 포함하여 신경 세포가 압도되어 죽는 다른 상황에서도 표적이 될 수 있다고 제안합니다.

Chan은 “유모세포가 죽는 것을 막을 수 있는 방법이 있다면 청력 손실을 예방할 수 있을 것”이라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240108125740.htm