과학자들은 청력 상실의 도미노 효과를 유발하는 유전적 돌연변이가 소음 및 연령 관련 청력 상실의 메커니즘을 반영한다는 사실을 발견했습니다. 그들은 이 메커니즘의 핵심 역할을 억제하면 모든 귀를 손상으로부터 보호하고 심지어 난청도 예방할 수 있다고 믿습니다.

캘리포니아 대학교 샌프란시스코(UCSF) 연구진은 Tmtc4 유전자의 돌연변이가 내이의 유모 세포를 죽이는 펼쳐진 단백질 반응(UPR)이라는 메커니즘을 유발한다는 사실을 발견했습니다.

인간과 모든 포유동물은 두 가지 유형의 달팽이관 유모 세포(내이 유모 세포와 외이 유모 세포)를 갖고 있으며 이는 서로 다르지만 감각 전달에 중요한 역할을 합니다. 태어날 때 내이에는 약 3,500개의 유모세포가 있습니다. 달팽이관액의 소리 진동을 전기 신호로 변환하여 뇌로 전달합니다. 한번 손상되면 재생이 불가능합니다.

유모세포는 귀의 감각 세포로, 유모와 같은 구조가 소리에 반응하여 구부러지기 때문에 이러한 이름이 붙여졌습니다. 유모세포는 이러한 움직임을 뇌에 전달되는 신호로 변환합니다. 자동차 안에서 큰 소리를 내거나 수만 명의 팬이 모이는 축구 경기장에서 응원을 하면 그 소음으로 인해 머리카락이 꺾이거나 부러질 수도 있습니다. 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 캠퍼스의 연구에 따르면 이것이 유모 세포의 펼쳐진 단백질 반응(UPR)을 활성화하여 유모 세포가 스스로 파괴되도록 하여 청력 상실을 초래하는 것으로 나타났습니다. A*STAR 의학 생물학 연구소의 Henning Horn, Brian Burke 및 Colin Stewart가 촬영한 사진.

과학자들은 유전적 돌연변이, 생활 방식 및 연령 관련 청력 상실뿐만 아니라 시스플라틴과 같은 화학요법 약물에서 발생하는 유모 세포의 UPR 활성화를 표적으로 삼아 이러한 귀중한 센서를 죽음으로부터 보호할 수 있음을 발견했습니다.

공동 제1저자인 UCSF 이비인후과의 Dylan Chan 박사는 "미국 성인 수백만 명이 소음이나 노화로 인해 매년 청력을 잃습니다. 그러나 청력 상실의 정확한 원인은 미스터리였습니다."라고 말했습니다. "우리는 이제 Tmtc4가 인간 청각 장애 유전자이고 UPR이 청각 장애 예방을 위한 실제 표적이라는 결정적인 증거를 확보했습니다."

시끄러운 음악이나 경기장의 군중과 같은 자극에 노출되면 소음으로 인해 유모 세포가 파열될 정도로 구부러질 수 있습니다. 연구자들은 이것이 UPR을 활성화시켜 본질적으로 세포가 자멸하여 영구적인 손상을 초래한다고 믿습니다.

이 연구에서 Chen 박사는 이전에 젊은 환자와 마우스 모델에서 Tmtc4 유전자 돌연변이를 연구한 Elliott Sherr와 협력했습니다. 그들은 인간과 생쥐 모두의 유전적 변이가 유모 세포의 자멸을 유발하여 일반적으로 연령 관련 부상이나 소음 노출 부상에서 볼 수 있듯이 청력 손실을 급속히 악화시키는 것을 발견했습니다. 모든 경우에, 유모 세포는 과도한 칼슘으로 넘쳐 UPR을 포함한 신호 전달이 제대로 작동하지 않게 되었습니다.

그러나 외상성 뇌 손상 후 기억력 저하를 역전시키기 위해 UCSF에서 개발된 약물은 UPR의 일부를 억제하여 쥐가 잠재적으로 유해한 소음에 노출되었을 때에도 내부 유모 세포를 손상으로부터 보호하는 것으로 나타났습니다.

연구팀은 UPR 활성화를 억제하고 유모세포를 손상으로부터 보호해 청력 손실을 방지하는 비침습적 약물을 개발할 수 있기를 바라고 있다.

아이오와 대학(University of Iowa)에서 수행한 초기 연구에서는 내이의 화학적, 전기적 메커니즘을 표적으로 삼아 분자 수준에서 청력 손실을 예방할 수 있는 가능성을 강조했습니다.

Chen은 “유모세포가 죽는 것을 막을 수 있는 방법이 있다면 청력 손실을 예방할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

이 연구는 Clinical Investigation Insights 저널에 게재되었습니다.