來自耶魯大學醫(yī)學院，浙江大學遺傳學研究院的研究人員發(fā)表了題為“Mitochondrial Stress Engages E2F1 Apoptotic Signaling to Cause Deafness”的文章，發(fā)現(xiàn)線粒體DNA突變能開啟一種信號級聯(lián)放大過程，從而導致細胞程序性死亡，這揭示了母系遺傳學耳聾的病理分子途徑，相關成果公布在2月17日Cell雜志上。

    文章的通訊作者是耶魯大學醫(yī)學院Gerald S. Shadel教授，中方研究人員為浙江大學生命科學學院管敏鑫教授。Shadel教授表示，“我們實驗室之前曾發(fā)現(xiàn)一種酶的過量表達會導致甲基化，甚至在細胞中沒有出現(xiàn)耳聾突變的情況下，也能引發(fā)細胞死亡”。

    線粒體是細胞中的“能量存儲庫”，因為這里供應了細胞的大部分所需能量，這一亞細胞結(jié)構(gòu)中具有來自母體的DNA，線粒體決定了一個細胞在程序性死亡和細胞凋亡過程中的生死。

    在這篇文章中，研究人員聚焦于一個線粒體DNA突變，這一突變會引起母系遺傳學耳聾，這一突變出現(xiàn)在編碼線粒體核糖體RNA中的一個基因上，這一基因能編碼細胞呼吸所需的蛋白，研究人員發(fā)現(xiàn)具有這種突變的細胞系很容易發(fā)生細胞死亡，但這種死亡并不是直接由這種突變引發(fā)，而是由于這種突變能增強這種RNA正常的化學甲基化修飾。

    研究人員之前就發(fā)現(xiàn)過這一現(xiàn)象，但是當他們在小鼠中過量表達這種酶，希望能模擬這一突變的作用的時候，驚訝的發(fā)現(xiàn)小鼠逐漸失去了其聽力，這說明這種疾病也許是由這種線粒體DNA突變引發(fā)的。這種新型小鼠模型將有助于解析線粒體疾病病理學的遺傳學和環(huán)境因素。

    研究人員發(fā)現(xiàn)病變線粒體的活性氧分子就是這一細胞死亡-誘導基因表達過程中的啟動因素，他們進一步通過了這一蛋白的遺傳消耗實驗，能恢復小鼠正常的聽力，證明了這一機理。

    這項研究不僅為人類遺傳性耳聾研究帶來了曙光，而且也為衰老相關的聽力缺失，以及其它人類疾病的機理研究提供了重要信息。文章的第一作者Nuno Raimundo博士表示，“線粒體疾病由于其來自的不同組織，會受到不可預測的因素的影響，因此很復雜。而此次對一些內(nèi)耳細胞中細胞死亡分子機理的解析，是揭示這種復雜性的一個重要進步。”

    耳聾是一種嚴重影響生活質(zhì)量和交流的常見疾病。它可以由單一基因突變或不同基因的復合突變引起，也可由環(huán)境因素，或基因與環(huán)境兩者共同作用而致。50%的兒童期耳聾被認為與遺傳因素有關，而70%的遺傳性耳聾表現(xiàn)為非綜合征耳聾（即除耳聾外不伴有其他癥狀和體征）。目前已發(fā)現(xiàn)多個與非綜合征耳聾相關的隱性基因和顯性基因，這些基因又存在在數(shù)目眾多的耳聾突變位點，了解這些具體基因信息對于大規(guī)模開展耳聾基因篩查及診斷具有重要意義。

    在耳聾研究方面，國內(nèi)科學家也獲得了不少成果，比如這篇文章的作者之一，浙江大學管敏鑫教授研究組去年就曾發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)了中國大陸一個漢族大家系中存在一種與非綜合征性耳聾有關的線粒體基因突變，為耳聾的早期診斷、預防及治療提供了新理論。研究成果公布在英國醫(yī)學會刊J Med Genet（IF:7.037）雜志上。