HEARING | |||
---|---|---|---|
Каждая сенсорная клетка органа Корти проэцирует со своей апикальной поверхности около ~100 актин-содержащих стереоцилий(actin-packed stereocilia) . Стереоцилии расположены тремя параллельными рядами, которые градированы по высоте и организованы в V-образный паттерн. Основание каждой стереоцилии закреплено в кутикулярной пластинке, которая также богата актином. Латеральные поперечные свзи между стереоцилиями также участвуют в поддержании их точного расположения. Звуковые вибрации заставляют волосковые клетки двигаться по отношению к покрывающей их текториальной мембране, которая, напротив, пригибает самые высокие ряды стереоцилий, в результате происходит контакт между кончиками стереоцилий из разных рядов, которые были согнуты. Это открывает трансдукционные канальцы и ведет к поступлению K+ из эндолимфы, к деполяризации волосковых клеток и высвобождению нейротрансмиттеров [7]. Функция волосковых клеток, следовательно, сильно зависит от их структуры. Следовательно, глухота может вызываться мутациями генов, участвующих в организации цитоскелета.
Myosin and adaptation by hair cells. Unconventional myosins: New frontiers in actin-based motors. Trends Cell Biol1997,7:119123. The growing family of myosin motors and their role in neurons and sensory cells. Curr Opin Neurobiol1997,7:615623. The mouse Snell's waltzer deafness gene encodes an unconventional myosin required for structural integrity of inner ear hair cells. Nat Genet1995,11:369375. Correction of deafness in shaker-2 mice by an unconventional myosin in a BAC transgene. Science 1998,280:14441447. Association of unconventional myosin MYO15 mutations with human nonsyndromic deafness DFNB3. Science1998,280:14471451. Shaker-1 mutations reveal roles for myosin VIIA in both development and function of cochlear hair cells. Development1998,125:557566. Unconventional myosins in inner-ear sensory epithelia. J Cell Biol1997,137:12871307. Role of transcription factors Brn-3.1 and Brn-3.2 in auditory and visual system development. Nature1996,381:603606. Essential role of POU-domain factor Brn-3c in auditory and vestibular hair cell development. Proc Natl Acad Sci USA1997,94:94459450. Mutations in a plasma membrane Ca2+-ATPase gene cause deafness in deafwaddler mice. Nat Genet1998,19:390394. Plasma membrane Ca2+-ATPase extrudes Ca2+ from hair cell stereocilia. J Neurosci1998,18:610624. Evidence for a medial K+ recycling pathway from inner hair cells. Hear Res1998,118:112. The fine structure of spiral ligament cells relates to ion return to the stria and varies with place-frequency. Hear Res1996,100:80100. Mutations in the gene encoding gap junction protein beta-3 associated with autosomal dominant hearing impairment. Nat Genet 1998,20:370373. Connexin 26 mutations in hereditary non-syndromic sensorineural deafness. Nature1997,387:8083. Connexin 26 gene linked to a dominant deafness. Nature1998,393:319320. Gap junctions in the rat cochlea: immunohistochemical and ultrastructural analysis. Anat Embryol (Berl)1995,191:101118. A novel mutation in the potassium channel gene KVLQT1 causes the Jervell and Lange-Nielsen cardioauditory syndrome. Nat Genet1997,15186189. Cellular localization of rat Isk protein in the stria vascularis by immunohistochemical observation. Hear Res1991,56:168172. Inner ear defects induced by null mutation of the isk gene. Neuron1996,17:12511264. IsK and KvLQT1: mutation in either of the two subunits of the slow component of the delayed rectifier potassium channel can cause Jervell and Lange-Nielsen syndrome. Hum Mol Genet1997,6:21792185. |
Необычные миозины являются двигательными белками, которые продуцируют силу против или по движению вместе с актиновыми филаментами, используя энергию гидролиза АТФ. Они содержат законсервированные домены моторных головок и сильно отличающиеся хвостовые области (reviewed by [8] [9]).
Как эти миозины организуют стереоцилии неясно, но миозин VIIA и миозин VI присутствуют в кутикулярной пластинке, так что они должны функционировать в этом месте закрепления стереоцилий [12] [15] [16]. Возможно, что миозин VIIA, который также присутствует внутри стереоцилий, может участвовать в формировании боковых поперечных связей [16]. Относительно клеточного и внутриклеточного распределения миозина XV известно, что функция этого миозина спекулятивна, но присутствие аномальных актин-содержащих структур в слуховых волосковых клетках shaker2 мышей и короткие стереоцилии на их поверхности указывает на то, что этот миозин участвует в поддержании организации актина [13].
Фактор транскрипцииPou4f3 (известный также как Brn3.1 и Brn3c) также необходим для поддержания и/или выживания волосковых клеток [18]. Этот ген экспрессируется во внутренних и наружных волосковых клетках взрослых мышей [18][19]
stria vascularis внутреннего уха состоит из трех первичных типов клеток: маргинальных, базальных и меланоцит-подобных промежуточных клеток. Маргинальные клетки эпителиального происхождения и контактируют с эндолимфой, базальные клетки мезенхимного происхождения, они образуют непрерывный слой, выстилающий спиральную лигаменту, а меланоцит-подобные промежутоыные клетки, по-видимому. происходят из клеток нервного гребня и разбросаны между базальными и маргинальными клетками(Fig. 1b).
Предполагается, что K+ участвует в слуховой стимуляции волосковых клеток, он поступает обратно в эндолимфу по одному из двух путей [42] [43] (Fig. 1b). Из внутренних волосковых клеток K+ отводится соедними поддерживающими клетками, из которых он переносится медиально в interdental клетки, или непосредственно через клетки внутренней бороздки или через фиброциты spiral limbus. Наконец, K+ высвобождается из interdental клеток в эндолимфу. Из наружных волосковых клеток K+ отводится латеральным путем, через Deiter's, Hensen's, Claudius и клетки наружной бороздки, затем через фиброциты spiral ligament в stria vascularis, откуда он снова поступает в эндолимфу. В улитке взрослых мышей ген калиевых канальцевKcnq4 экспрессируется только в наружных волосковых клетках, подтвержая тем самым, что функция этого канала уникальна для этого типа клеток. Вероятно, каналы играют роль в удалении K+ из наружных волосковых клеток.В поддерживающих клетках K+ движутся между клетками с помощью диффузии через щелевые соединения. Каждая половинка щелевого соединения формируется 6 молекулами коннексина. Мутации GJB2 и GJB3, кодирующих коннексин 26 и коннеексин 31 соответственно, обусловливают сенсорнонейральную глухоту[45] [46] [47]. Эти белки присутствуют в клетках, связанных как с медиальным, так и латеральным маршрутами транспорта K+, это указывает на то, что глухота м.б.обусловлена дефектами транспорта K+ ([48]; J Edwards, A Forge, personal communication). Маргинальные клетки stria vascularis экспрссируют Kvlqt1 и IsK (известный также как KCNE1) [49] [50]. Кодируемые белки ассоциируют один с другим для образования калиевых канальцев, и способствуют тем самым секреции K+ в эндолимфу. strial маргинальные клетки мышей, гомозиготных по нулевой мутации IsK, неспособны генерировать короткие цируиты тока, указывая тем самым на отсуствие сереции K+ [51]. У человека мутации или KCNE1 или KVLQT1 обусловливают Jervell и Lange-Nielsen синдром, который связан с глухотой [49] [52]. В улитке мышей, субъединица B1 обнаруживается в interdental клетках, указывая на то, что эти клетки могут быть вовлечены в поддержание pH эндолимфы. |