研究发现,关键听觉蛋白还负责调控细胞膜脂质分布,一旦功能失调,会直接导致毛细胞死亡和永久性听力损失。
我们一直以为,听力损失主要来自噪音、遗传或药物毒性。现在,一项在2026年2月21日至25日于旧金山举行的第70届生物物理学会年会上发布的研究,揭开了一个更深层的机制。问题可能不只是离子通道失灵,而是细胞膜本身的结构崩溃。
在耳朵深处,有一类特殊细胞叫毛细胞。它们顶部排列着一束束微小突起,像竖起的莫西干发型。这些结构叫静纤毛。声音震动使它们弯曲,打开离子通道,离子流入细胞,电信号被送往大脑,我们就听见了声音。
美国国立卫生研究院下属国家耳聋与其他交流障碍研究所的研究人员Hubert Lee解释,如果这些通道蛋白出问题,毛细胞就会死亡。而毛细胞无法再生,因此听力损失是永久性的。
过去多年,科学界一直把TMC1和TMC2蛋白视为负责机械电信号转换的核心分子。TMC1的基因突变,是常见的遗传性耳聋原因之一。但这支团队发现,它们还有另一份工作。
研究负责人Angela Ballesteros表示,这两种蛋白不仅是离子通道,还参与调控细胞膜结构。真正导致毛细胞死亡的,可能不是通道功能异常,而是膜调控功能失衡。
关键在于一种叫脂质翻转酶的活性。细胞膜由脂质双层构成,不同磷脂通常分布在膜的特定一侧。如果一种叫磷脂酰丝氨酸的分子翻转到外侧,往往意味着细胞正在走向凋亡。
研究人员在携带TMC1突变的小鼠模型中观察到,磷脂酰丝氨酸异常外翻,细胞膜开始起泡、破裂,这是典型的凋亡标志。换句话说,膜结构失控直接触发了毛细胞死亡。
这个发现还解释了一个长期困扰医学界的问题。某些常用抗生素,比如氨基糖苷类药物,会造成听力损伤。过去人们认为它们通过阻断离子通道导致问题。但最新实验显示,在活体毛细胞复杂环境中,这类药物会激活脂质翻转酶活性,破坏膜两侧脂质分布的平衡。
在重建的简化实验系统中,这种蛋白对药物却并不敏感。这说明,在真实细胞里,还存在其他脂质环境或蛋白伙伴参与调控。换句话说,问题不是简单的通道阻断,而是膜结构被触发崩塌。
研究团队还发现,脂质翻转酶活性与细胞膜中的胆固醇水平密切相关。胆固醇不仅存在于血液里,也深度参与膜结构稳定。改变膜内胆固醇比例,可能影响这一致命翻转过程。
来自美国国立卫生研究院与约翰斯霍普金斯大学联合项目的研究生Yein Christina Park表示,如果能弄清药物如何激活这种翻转机制,就有可能设计出不触发膜崩溃的新型抗生素。
这项研究提供了一种全新视角。听力损失不只是信号传导中断,更可能是一场细胞膜秩序的瓦解。当脂质分布的微妙平衡被打破,细胞就像失去支撑的气泡,悄然破裂。