PNAS：科学家识别出一种负责控制机体听觉敏感性的新型机制

听觉和前庭系统的毛细胞能通过机械电转导过程将机械输入转化为电势。近日，一篇发表在国际杂志PNAS上题为“cAMP and voltage modulate rat auditory mechanotransduction by decreasing the stiffness of gating springs”的研究报告中，来自科罗拉多大学Anschutz医学院等机构的科学家们通过研究识别出了机体听觉敏感性被调节的分子机制，其或能帮助暂时降低机体听觉系统的敏感性，从而保护自身免受可能会引发不可逆损伤的巨大声音的影响。

这项研究中，研究人员测试了一个存在几十年的假设，该假设认为，一种“控制弹簧”结构（gating spring）是一种微小的纳米级别的蛋白结构，其能机械地开启并关闭感觉毛细胞中的离子通道从而对声音针对产生反应，同时其还能充当通道活性的控制器。

此前科学家们在听觉领域的研究主要集中在理解靶向作用离子通道的机制，本文研究中，研究人员发现了首个证据表明，靶向作用弹簧结构本身或许就能调节离子通道的敏感性。研究者Peng表示，本文研究首次在分子和机械水平上揭示了调节机体听觉敏感性的分子机制，如今我们揭开了这种调节敏感性的新型机制，或许有望开启一扇门来帮助阐明听觉系统如何普遍运用，并以此来最大限度地扩大我们所能检测到的声音范围，并保护重要的感觉细胞免受潜在的损伤。

图片来源：https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2107567119

研究人员所讨论的机制能通过修饰“控制弹簧”结构的物理特性来发挥作用，即其硬度主要负责控制通道被开启和关闭从而响应进入内耳的声音震动的程度，随后研究人员研究了控制弹簧结构的特性以及由此所产生的单个感觉毛细胞中的通道活性，结果发现，一种特殊的信号分子—cAMP能降低控制弹簧的硬度以及通道的敏感性，这是研究人员首次发现调节“控制弹簧”硬度的特殊生理学机制。

确定这一基本过程背后的机制，并在生理学和机械学上阐明其作用机制或许能为未来研究提供一种新的思路，也有望帮助开发新型的药物，从而用于预防因暴露于较大的声音所导致的听力损失；最终，研究人员的目标是更多地阐明机体耳朵如何能够检测到如此大范围的声音以及该系统如何保护自身，这或许代表着该领域向前迈进了较大的一步，综上，本文研究结果表明，cAMP信号或能调节“控制弹簧”的硬度从而影响机体的听觉敏感度。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Andrew A. Mecca, Giusy A. Caprara, and Anthony W. Peng, et al. cAMP and voltage modulate rat auditory mechanotransduction by decreasing the stiffness of gating springs, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2107567119