과학자들이 청각 장애를 유발하는 숨겨진 유전자 돌연변이와 이를 해결하는 방법을 발견했습니다.

“이 연구는 우리가 청각 장애와 관련된 새로운 유전자 돌연변이를 발견했기 때문에 흥미롭습니다. 그리고 더 중요한 것은 실제로 이 상태를 완화할 수 있는 치료 목표를 가지고 있기 때문입니다”라고 수석 저자이자 시카고대 신경학 질환 연구 잭 밀러 교수인 Rong Grace Zhai 박사는 말했습니다. 이번 연구는 CPD 유전자에 대한 희귀한 돌연변이 조합을 가진 개인에 초점을 맞췄지만, 단일 돌연변이가 연령 관련 청력 상실과 연관된다면 더 넓은 의미가 있을 수 있다고 그녀는 덧붙였습니다.

CPD와 청력 상실의 연관성

연구자들은 영구적인 청각 장애를 유발하는 선천성 및 유전성 질환인 감각신경성 청력 상실(SNHL)의 영향을 받은 서로 관련이 없는 터키 가족 세 명에서 비정상적인 돌연변이 조합을 확인한 후 CPD를 조사하기 시작했습니다.

SNHL은 일반적으로 유아기에 진단되며 오랫동안 되돌릴 수 없는 것으로 간주되어 왔습니다. 보청기와 인공와우가 소리 인식을 개선하는 데 도움이 될 수 있지만 근본적인 손상을 복구할 수 있는 직접적인 의학적 치료법은 없습니다.

과학자들이 유전자 데이터베이스를 통해 검색을 확장했을 때, 다른 CPD 돌연변이가 있는 개인도 조기 발병 청력 상실의 징후를 보여 이 유전자와 청각 기능 사이의 연관성을 강화한다는 사실을 발견했습니다.

CPD가 감각 세포를 보호하는 방법

CPD가 청력에 어떻게 영향을 미치는지 이해하기 위해 팀은 쥐를 사용하여 실험을 수행했습니다. CPD 유전자는 일반적으로 아미노산 아르기닌 생성을 담당하는 효소를 생성하며, 이는 신경 신호 전달에 관여하는 핵심 신경 전달 물질인 산화질소 생성을 돕습니다. 내이에서는 CPD의 돌연변이가 이 과정을 방해하여 산화 스트레스와 소리 진동을 감지하는 섬세한 감각 유모 세포의 죽음을 유발합니다.

“CPD가 유모 세포의 아르기닌 수준을 유지하여 산화질소를 생성함으로써 신속한 신호 전달이 가능하다는 것이 밝혀졌습니다.”라고 Zhai는 설명했습니다. “그리고 그것이 신경계 전체의 다른 세포에서 편재적으로 발현되지만, 특히 이러한 유모 세포는 CPD 손실에 더 민감하거나 취약한 이유입니다.”

초파리 실험을 통해 가능한 치료법이 밝혀졌습니다

연구자들은 또한 CPD 돌연변이가 청력에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위한 모델로 초파리를 사용했습니다. 결함이 있는 유전자를 가진 파리는 청각 장애 및 균형 문제와 같은 내이 기능 장애와 일치하는 행동을 보였습니다.

잠재적 치료법을 테스트하기 위해 과학자들은 두 가지 접근법을 시도했습니다. 하나는 유전자 결함으로 인해 손실된 것을 대체하기 위해 아르기닌 보충제를 제공하는 것이었습니다. 다른 하나는 환원된 산화질소에 의해 파괴된 신호 경로 중 하나를 자극하는 것으로 알려진 약물인 실데나필(비아그라)을 사용하는 것이었습니다. 두 치료법 모두 환자 유래 세포의 세포 생존을 향상시켰고 초파리의 청력 상실 증상을 감소시켰습니다.

Zhai는 “이것이 정말 큰 영향을 미치는 이유는 이러한 종류의 청각 장애에 대한 기본 세포 및 분자 메커니즘을 이해할 뿐만 아니라 이러한 환자를 위한 유망한 치료 방법을 발견했다는 것입니다. 이는 FDA 승인 약물을 희귀 질환 치료를 위해 용도를 변경하려는 우리 노력의 좋은 예입니다”라고 말했습니다.

이 연구는 또한 연령 관련 질환을 포함한 신경 질환을 연구하기 위한 초파리 모델의 가치를 입증했다고 Zhai는 말했습니다. “그들은 우리에게 질병 병리학을 이해할 수 있는 능력을 제공할 뿐만 아니라 치료 접근법을 식별할 수 있는 능력도 제공합니다”라고 그녀는 말했습니다.

더 넓은 인구 집단으로 연구 확대

연구자들은 내이의 감각 시스템에서 산화질소 신호 전달이 어떻게 기능하는지 계속해서 연구할 계획입니다. 그들은 또한 더 큰 인구 집단에서 CPD 돌연변이가 얼마나 흔한지, 그리고 이것이 다른 형태의 청력 상실에 기여할 수 있는지 여부를 조사하는 것을 목표로 합니다.

“얼마나 많은 사람들이 이 유전자의 변이를 가지고 있으며 청각 장애나 연령에 따른 청력 상실에 취약합니까?” 그녀는 말했다. “즉, 이것이 다른 유형의 감각 신경병증의 위험 요소입니까?”

이 연구에는 마이애미 대학교, 에게 대학교, 앙카라 대학교, Yüzüncü Yıl 대학교, Memorial Şişli 병원, 아이오와 대학교, 노샘프턴 대학교(영국) 등 여러 기관의 공동 연구자가 포함되었습니다.