你从未听说过的蛋白质可以帮助听力

《Nature Communications》A feedback circuitry involving γ-actin, β-actin and nonmuscle myosin-2 A controls tight junction and apical cortex mechanics

我们的皮肤和粘膜受到上皮细胞的保护，上皮细胞形成屏障…

　　

我们的皮肤和黏膜由上皮细胞保护，这些细胞形成一道屏障，抵御外界环境对身体的侵害。这种屏障功能依赖于一种称为连接结构的特殊结构，它们将细胞连接在一起，并调节细胞之间的物质交换。

日内瓦大学（UNIGE）的研究人员与新加坡国立大学（NUS）和哥廷根物理化学研究所（IPC）合作，研究了一种名为γ-肌动蛋白（gamma-actin）的特定蛋白在塑造上皮细胞及其连接结构的形态和机械特性方面的作用。他们的研究结果发表在《自然·通讯》上，揭示了细胞骨架蛋白肌动蛋白和肌球蛋白不同形式之间的相互依赖机制。该研究还强调了γ-肌动蛋白在维持细胞膜刚度和控制连接蛋白运动中的关键作用——这些因素可能有助于解释某些类型的听力损失。

上皮组织至关重要

上皮是一种覆盖身体表面并衬于许多器官内部的基本重要组织。由紧密连接的上皮细胞组成，它在抵御外界侵害（如病原体）方面发挥着关键的保护作用。这一功能在很大程度上依赖于“粘附连接”和“紧密连接”的存在，这些真正的蛋白质锁链将邻近细胞连接起来，确保组织的紧密性。紧密连接调节分子进出器官的通道。例如，它们有助于肠道吸收营养物质，并帮助肾脏过滤物质。

日内瓦大学理学院分子和细胞生物学系副教授桑德拉·奇蒂（Sandra Citi）的实验室对紧密连接如何与细胞骨架——细胞的内部框架——相互作用以调节细胞结构以及上皮组织执行的各种功能感兴趣。

探索γ-肌动蛋白对听力的影响

在这项最近的研究中，研究人员及其团队分析了细胞骨架的一个组成部分——γ-肌动蛋白在细胞连接组织中的作用，并发现，在缺乏γ-肌动蛋白的情况下，另一种肌动蛋白——β-肌动蛋白的产生量会增加，这与一种特定形式的肌球蛋白的增加有关。“这些变化使细胞的顶端膜——细胞的顶部——变得不那么僵硬，某些紧密连接的成分变得更加活跃，然而，这并不影响这些连接形成的屏障，”日内瓦大学理学院分子和细胞生物学系的博士后研究员、该研究的第一作者Marine Maupérin解释道。

γ-肌动蛋白与听力损失的关键见解

因此，γ-肌动蛋白赋予顶端膜更大的刚度，形成比β-肌动蛋白丝构成的网络更强、更硬的丝状网络。“这一结果特别有趣，因为顶端膜的刚度对听觉功能至关重要，”领导这项研究的桑德拉·奇蒂解释道。

事实上，缺乏γ-肌动蛋白的小鼠显示出上皮细胞顶端表面的结构发生了改变，并出现渐进性听力损失。更硬的皮层膜可能需要承受内耳毛细胞所暴露的持续机械刺激。因此，深入研究γ-肌动蛋白在维持细胞完整性中的作用，有助于理解听力损失的病理学，例如。