约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究人员利用小鼠的遗传工具说，他们已经确定了一对蛋白质可以精确控制何时发声细胞(称为毛细胞)出生在哺乳动物内耳。6月12日在eLife发表的一份报告中描述的这些蛋白质可能是未来治疗方法的关键，可以恢复患有不可逆性耳聋的人的听力。

“我们这个领域的科学家长期以来一直在寻找能够触发感觉和传播声音的毛细胞形成的分子信号，”Angelika Doetzlhofer博士说。，约翰霍普金斯大学医学院神经科学副教授。“这些毛细胞是听力损失的主要参与者，了解它们如何发展将有助于我们找到替代受损毛细胞的方法。”

为了让哺乳动物听到，声音振动穿过一个叫做耳蜗的空心蜗牛外壳结构。在耳蜗内部衬里是两种类型的声音检测细胞，内部和外部毛细胞，它们将声音信息传递给大脑。

据估计，90%的遗传性听力损失是由毛细胞问题或将毛细胞连接到大脑的听觉神经损伤引起的。由于暴露于大声噪音或某些病毒感染引起的耳聋是由毛细胞损伤引起的。与其他哺乳动物和鸟类的对应物不同，人类毛细胞不能再生。因此，一旦毛细胞受损，听力损失可能是永久性的。

科学家们已经知道，毛细胞分娩的第一步始于螺旋状耳蜗的最外层。在这里，前体细胞开始转化为毛细胞。然后，就像在体育场中表演“波浪”的体育迷一样，沿着螺旋形状的耳蜗的前体细胞沿着转换波进入毛细胞，当它到达耳蜗的内部时停止转变。Doetzlhofer和她的团队知道毛细胞在哪里开始发育，他们在耳蜗螺旋的正确位置和正确的时间寻找分子线索。

在研究人员检查的蛋白质中，两种蛋白质Activin A和卵泡抑素的模式从其他蛋白质中脱颖而出。沿着耳蜗的螺旋路径，激活素A的水平在前体细胞变成毛细胞的地方增加。然而，卵泡抑素似乎具有与激活素A相反的行为。当前体细胞首先开始转化为毛细胞时，其水平在耳蜗的最外部低，而在耳蜗的螺旋的最内部高，其中前体细胞没有。尚未开始转换。激活素A似乎向内移动，而卵泡抑素则向外移动。

“在本质上，我们知道Activin A和卵泡抑素可以相反的方式调节细胞，”Doetzlhofer说。“因此，基于我们的发现，似乎在耳朵中，这两种蛋白质对前体细胞起着平衡作用，以控制沿着耳蜗螺旋的毛细胞的有序形成。”

为了弄清Activin A和卵泡抑素如何协调毛细胞发育，研究人员分别研究了两种蛋白质的影响。首先，它们增加了正常小鼠耳蜗中激活素A的水平。在这些动物中，前体细胞过早地转变为毛细胞，导致毛细胞在耳蜗螺旋上过早出现。在被设计为过量产生卵泡抑素或不产生激活素A的小鼠中，毛细胞形成晚期并且看起来杂乱无章并且分散在耳蜗内的多个行中。

“激活素A和卵泡抑素的作用在发育过程中是如此精确的定时，任何干扰都会对耳蜗的组织产生负面影响，”Doetzlhofer说。“这就像建房子一样 - 如果基础没有正确铺设，任何建在它上面的东西都会受到影响。”

研究人员发现，高水平的这种蛋白质会导致前体细胞更频繁地分裂，从而使更多的蛋白质以随意的方式转化为内毛细胞。

Doetzlhofer指出，她对毛细胞发育的研究虽然具有根本性，但却有可能用于治疗由受损毛细胞引起的耳聋：“我们对毛细胞如何进化感兴趣，因为它是一个有趣的生物学问题，”她说。“但我们也希望利用这些知识改进或开发新的听力损失治疗策略。”