科学家发现听觉的微观机制，揭示内耳关键结构

空气振动传导至内耳并最终形成听觉的路线示意图。（Shutterstock）

科学家们利用低温电子显微镜首次以近乎原子层级的细节揭示了负责听力的内耳关键部分的结构。这一发现为开发新的听力障碍治疗方法指明了方向，听力障碍影响了全球4.6亿多人。

“这是最后一个基本分子机制仍为未知的人体感觉系统，”俄勒冈州健康科技大学（OHSU）Vollum研究所的高级科学家、研究论文的资深作者埃里克·古奥（Eric Gouaux）博士说，“几十年来，执行这一过程的分子机制一直不明。”此项研究结果10月12日发表在《自然》杂志上。

OHSU的研究人员通过多年的艰苦研究梳理出该结构，得以分离出使内耳能够将振动转化为声音的过程，即“机械感觉转导复合体”（mechanosensory transduction complex），从而最终全面揭示了听觉的原理。

这一发现揭示了内耳复合体的结构，该复合体将振动转化为电脉冲，再由大脑将其转化为对声音的感知。过程被称为机械感觉转导，负责平衡和声音。

古奥表示，弄清基本结构是第一步。“它立即给出了可以弥补听力缺陷的机制，”他说。“如果突变导致转导通道出现缺陷而造成听力缺失，则有可能设计一种适合该空间的分子并挽救缺失。这也许意味着能够加强（内耳各部分之间）已被削弱的相互作用。”

听力损失可以通过基因遗传给下一代，这是因为其形成的原因是基因突变造成的，此突变改变了构成“机械感觉转导复合体”的蛋白质。此外，外来损伤也会导致听力丧失，包括持续暴露在巨大的噪音中。在上面这两种情况下，OHSU研究人员的发现都让科学家们第一次能够直接看到这个复合体的结构。

“听觉神经科学领域几十年来一直在等待这些结果，而现在它就在我们眼前——怎不让人欣喜若狂!”OHSU听力神经领域国家首席研究者彼得·巴尔-吉莱斯皮（Peter Barr-Gillespie）博士说。“这篇论文中的发现当即指出了新的研究途径，因此将在未来几年为该领域注入了活力。”吉莱斯皮本人并未参加这项研究。

科学家们在研究过程中利用了这样一个事实，即秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）具有与人类非常相似的机械感觉复合体。研究人员在近五年内，仔细培养研究了6000万条这种线虫，并且研究出蛋白质分离技术，从而解决了这一难题。

“我们花了几年时间优化线虫生长和蛋白质分离方法，碰到了许多死结，曾经多次想放弃。”共同第一作者、Gouaux实验室的博士后研究员莎拉·克拉克（Sarah Clark）博士，在《自然》杂志发表的一份研究简报中这样写道。