2025年1月10日
概要
研究者らは、音の処理を担う脳幹領域である蝸牛核内の多様な細胞タイプを特定し、マッピングしました。高度な分子技術を使用して、鋭いノイズや音程の変化など、特定の音の特徴を処理する、新しく特定された明確な細胞タイプを発見しました。
これらの発見は、聴覚に関する既存の概念に疑問を投げかけ、聴覚障害に対する的を絞った治療への道を開きます。細胞および分子のアトラスを作成することで、科学者は難聴などの症状に対するより正確な治療法を開発できるようになり、パーソナライズされた聴覚医療の分野を前進させます。
重要な事実
- 細胞タイプの発見:研究者らは蝸牛核の新しいニューロンサブタイプを特定し、聴覚処理に関する理解を深めました。
- 高度な技術:単一核 RNA シーケンシングや Patch-seq などのツールにより、蝸牛核の詳細な細胞アトラスが作成されました。
- 治療の可能性:この発見により、聴覚障害に対するより的を絞った治療が可能になり、人工内耳を使用できない患者に利益をもたらす。
出典:ベイラー医科大学
私たちが音を聞くと、蝸牛核の特殊な細胞が最初にその情報を処理し、脳が会話を理解し、音楽を楽しみ、さまざまなノイズを認識できるようにします。
数十年にわたり、この領域は聴覚システムの重要な部分であることが知られていましたが、蝸牛核内のさまざまな音の処理を担う特定の細胞集団は完全には理解されておらず、分類もされていませんでした。
研究者らは、これはより広範な意味を持つと述べている。これらの同じ戦略は他の感覚経路にも適用可能であり、脳が感覚情報を処理する方法を理解するための新しい方法を提供する可能性がある。クレジット：Neuroscience News
ベイラー医科大学、テキサス小児病院のジャン・アンド・ダン・ダンカン神経研究所、オレゴン健康科学大学の研究者らは、まさにそれを実行し、脳幹のこの重要な領域における多様な細胞タイプを特定し、マッピングすることに成功した。
ネイチャー・コミュニケーションズの最新号に掲載された研究結果は 、細胞タイプの分子定義を既知の解剖学的・生理学的データと比較することで検証しただけでなく、聴覚プロセスに関与する主要なニューロンの新しいサブタイプも特定した。
「これらの細胞の種類とその機能を理解することは、聴覚障害の治療を進める上で不可欠だ」と、ベイラー大学の神経科学 助教授 でこの研究の著者の一人であるマシュー・マッギンリー博士は述べた。
「心臓の筋肉細胞が収縮を担い、弁細胞が血流を制御する様子を考えてみましょう。聴性脳幹も同様に機能し、異なる細胞タイプが音の異なる側面に反応します。」
たとえば、ある細胞は突然の鋭い音に反応しますが、他の細胞は会話や音楽に見られるような音の高さの変化や変動する音を検出します。どの細胞タイプがこれらの異なる機能を制御しているかを知ることで、研究者はより的を絞った効果的な治療法を開発することができます。
「私たちは長い間、蝸牛神経核に異なる種類の細胞が存在すると信じてきましたが、これまでは、それらを決定的に特定するツールがありませんでした。
「この研究は、私たちが予想していた多くの細胞の種類を確認しただけでなく、まったく新しい細胞の種類も明らかにし、脳内の聴覚処理に関する長年の原理に疑問を投げかけ、治療法の探求に新たな道を示しています」と、ベイラー大学の神経科学准教授で、この研究の筆頭著者であるシャオロン・ジャン博士は述べています。
研究者らは、細胞の種類を解読するために多面的なアプローチを採用しました。単核RNA配列解析により、分子レベルでニューロン集団を定義することができ、Patch-seqにより、分子データと細胞の表現型特性を相関させることができました。
これにより、蝸牛神経核の包括的な細胞および分子アトラスが作成され、感覚処理に不可欠な細胞特殊化の分子設計が明らかになりました。
「これらの戦略は、他の科学者がこれらの特定のニューロンをターゲットにするために必要なツールを作成するのに役立ち、この特定のプロセス内でこれらの細胞とサブタイプのより多くの新しい機能を発見するのに役立ちます」と江氏は付け加えた。
研究者らは、これはより広範な意味合いを持つと述べている。同じ戦略が他の感覚経路にも適用可能であり、脳が感覚情報を処理する仕組みを理解するための新たな方法を提供する可能性がある。
この研究の成果は、人工内耳が選択肢にない聴神経機能障害患者などの聴覚障害に対する標的治療介入および治療法の開発を開始するためにも活用できる。
「それぞれの細胞タイプが何を担っているのか理解し、新たな細胞サブタイプを特定できれば、医師はより正確に特定の細胞を標的とした治療法を開発できる可能性がある」とマクギンリー氏は述べた。
「私たちの共同チームの努力のおかげで、これらの研究結果は聴覚研究の分野において大きな前進となり、各患者に対するより個別化された治療に近づくことになります。」
この研究に貢献した他の研究者には、Junzhan Jing、Ming Hu、Tenzin Ngodup、Qianqian Ma、Shu-Ming Natalie Lau、Cecilia Ljungberg、Laurence O. Trussell などがいます。全員、ベイラー医科大学、テキサス小児病院の Jan and Dan Duncan 神経学研究所、および/またはオレゴン健康科学大学に所属しています。
この聴覚神経科学研究ニュースについて
著者:グラシエラ・グティエレス
出典:ベイラー医科大学
連絡先: Graciela Gutierrez – ベイラー医科大学
画像:この画像は Neuroscience News より提供
オリジナル研究:オープンアクセス。
「聴覚並列処理経路を開始する細胞特殊化の分子ロジック」、Matthew McGinley 他、Nature Communications
リンク先はNeuroscienceというサイトの記事になります。（原文：英語）