Master Genetic Switch สร้างเซลล์ขนที่แตกต่างกันในหู

การค้นพบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมอาจเป็นเครื่องมือในการผลิตเซลล์ขนของหูชั้นในที่เสื่อมสภาพตามอายุ เสียงดัง เคมีบำบัด หรือยาปฏิชีวนะ ส่งผลให้หูหนวก

การศึกษาใหม่ในหนูพบว่ายีน Tbx2 เป็นสวิตช์ควบคุมหลักที่กระตุ้นการสร้างความแตกต่างของเซลล์ขนชั้นใน (IHC) กับเซลล์ขนชั้นนอก (OHC) ในคลองประสาทหูของหูชั้นใน ความชราและเสียงดังทำให้ OHC เสียชีวิตเป็นหลัก ส่งผลให้สูญเสียการได้ยิน จนถึงขณะนี้ ยังไม่สามารถตั้งโปรแกรมเซลล์ที่มีอยู่ใหม่เพื่อพัฒนาเป็น IHC หรือ OHC ได้

ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร ธรรมชาติ(“Tbx2 เป็นตัวควบคุมหลักของการสร้างความแตกต่างของเซลล์ขนภายในกับภายนอก”) เอาชนะอุปสรรคสำคัญที่ขัดขวางการพัฒนา IHC และ OHC เพื่อฟื้นฟูการได้ยิน

Jaime Garcia-Anoveros, PhD, ศาสตราจารย์ด้านการวางยาสลบ, ประสาทวิทยาและประสาทวิทยาจาก Northwestern University Feinberg School of Medicine และผู้เขียนนำของการศึกษานี้กล่าวว่า “การค้นพบของเราทำให้เกิดการเปลี่ยนเซลล์ที่ชัดเจนเป็นครั้งแรกเพื่อสร้างประเภทหนึ่งเมื่อเทียบกับอีกประเภทหนึ่ง “มันจะเป็นเครื่องมือที่ไม่เคยมีมาก่อนเพื่อสร้างเซลล์ผมชั้นในหรือชั้นนอก”

ในปัจจุบัน ในขั้นตอนการทดลอง การศึกษานี้จะทำให้สามารถตั้งโปรแกรมใหม่ของเซลล์ที่รองรับ ซึ่งถูกแบ่งระหว่างเซลล์ขนในหูชั้นใน ให้กลายเป็นเซลล์ขนชั้นนอกหรือชั้นใน “ตอนนี้เราสามารถหาวิธีสร้างเซลล์ผมชั้นในหรือชั้นนอกโดยเฉพาะ และระบุสาเหตุที่เซลล์ผมหลังมีแนวโน้มที่จะตายและทำให้เกิดอาการหูหนวกได้ง่ายกว่า” การ์เซีย-อโนเวอรอสกล่าว

ศูนย์ควบคุมโรคแห่งสหรัฐอเมริกา (CDC) รายงานว่าครึ่งหนึ่งของบุคคลที่มีอายุ 75 ปีขึ้นไป และหนึ่งในสี่ของบุคคลที่มีอายุระหว่าง 65 ถึง 74 ปี มีปัญหาการสูญเสียการได้ยินในสหรัฐอเมริกา นักวิจัยด้านเวชศาสตร์ฟื้นฟูสามารถผลิตเซลล์ผมเทียมได้ แต่สิ่งนี้ไม่ได้แยกความแตกต่างของ IHC หรือ OHC ที่จำเป็นสำหรับการได้ยิน

OHCs พัฒนาในตัวอ่อนและไม่ทวีคูณ OHC สามแถวคัดเลือกขยายอินพุตการได้ยิน และ IHC แถวเดียวส่งสัญญาณการได้ยินไปยังสมอง OHCs จะพองตัวและยุบตัวตามแรงกดของคลื่นเสียงและขยายคลื่นเสียงที่เข้ามาเพื่อให้ IHC ส่งสัญญาณ

“มันเหมือนกับบัลเล่ต์ ตัวนอกหมอบและกระโดดและยกหูชั้นในให้ลึกเข้าไปอีก” การ์เซีย-อโนเวอรอสกล่าว “หูเป็นอวัยวะที่สวยงาม ไม่มีอวัยวะอื่นในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่เซลล์อยู่ในตำแหน่งที่มีความแม่นยำระดับไมโครเมตริก มิฉะนั้นการได้ยินจะไม่เกิดขึ้น”

การศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับยีนสองตัวในความแตกต่างเฉพาะของ OHCs แต่ยังไม่มีการระบุยีนที่กระตุ้นการสร้างความแตกต่างของ IHC ปัจจัยการถอดรหัสที่เรียกว่า INSM1 ทำหน้าที่ในตัวอ่อนเพื่อสร้างชะตากรรมของ OHC และป้องกันไม่ให้ OHCs เปลี่ยนเป็น IHC เมื่อไม่มี INSM1 ตัวอ่อน OHCs จะแสดงยีนที่ไม่ถูกต้องซึ่งระบุ IHC

ในการศึกษาปัจจุบัน นักวิจัยพบว่าการนำ Tbx2 ออกจาก IHC ของตัวอ่อนส่งผลให้เกิดการแสดงออกของยีน OHC ในระยะแรก เช่น INSM1 และกลายเป็น OHCs ที่เจริญเต็มที่แทนที่จะเป็น IHC เมื่อไม่มีทั้ง INSM1 และ Tbx2 ในตัวอ่อน จะมีการผลิต OHC เท่านั้น ซึ่งบ่งชี้ว่า Tbx2 จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่ผิดปกติของ OHC ที่ขาด INSM1 ไปเป็น IHC

นอกจากนี้ การกำจัด Tbx2 ออกจาก IHC หลังคลอดจะเปลี่ยนเป็น OHC ที่เจริญเต็มที่ ผู้เขียนยังแสดงให้เห็นว่าการแสดงออกที่ผิดปกติของ Tbx2 ใน OHC เปลี่ยนเป็น IHC ซึ่งบ่งชี้ว่าจำเป็นต้องมี Tbx2 และเพียงพอที่จะแยกการตัดสินใจเกี่ยวกับเชื้อสายระหว่าง IHC และ OHC และรักษาความแตกต่างไว้ตลอดการพัฒนา โดยรวม นิพจน์ Tbx2 ทำให้เซลล์กลายเป็น IHC และเมื่อไม่มีเซลล์ จะกลายเป็น OHC

ความสามารถในการผลิต IHC หรือ OHC โดยเฉพาะจะต้องใช้ยีนค็อกเทล Garcia-Anoveros กล่าว ยีน ATOH1 และ GF1 จำเป็นในการสร้างเซลล์ขนประสาทหูจากเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ขน จากนั้นจะต้องเปิดหรือปิด TBX2 เพื่อสร้างเซลล์ภายในหรือภายนอกที่จำเป็นตามลำดับ

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*