遺傳性聽神經病：從基因到病理機制

在下面這篇論文中，巴黎巴斯德研究院的遺傳學家給我們描述了探索otoferlin基因變異的分子致聾機制的復雜而艱難的過程。通過精細的實驗室研究技術，科學家描述了otoferlin蛋白在內毛細胞突觸上的功能，探討了其獨特的致聾機制并最終為耳聾患者康復及干預提供了理論依據。

我們的研究鑒定了兩個導致隱性遺傳性耳聾的基因：DFNB9 (Yasunaga et al.,1999) 和 DFNB59 (Delmaghani et al.,2006)，分別編碼otoferlin和pejvakin蛋白。這兩種遺傳性聽神經病譜系障礙(DFNB9和DFNB59)的臨床診斷標準均為重度極重度感音神經性聾伴正常的持續性誘發耳聲發射。

otoferlin是一個包含C2 結構域的跨膜蛋白(Yasunaga et al., 1999)。小鼠耳蝸免疫熒光染色顯示，otoferlin表達于耳蝸感覺毛細胞，在發育過程中表達于毛細胞及傳入神經突觸的形成部位，在成熟的耳蝸中則局限于內毛細胞中。免疫電鏡顯示otoferlin表達于內毛細胞突觸小泡和突觸前膜上。otoferlin蛋白包裹Ca2+，與syntaxin1和SNAP25相互作用，兩種蛋白構成復合體，具有Ca2+依賴性。

為了解otoferlin蛋白在體內的功能及DFNB9的致病機制，我們構建了otoferlin基因敲除小鼠模型(otof-/-)，這些小鼠均表現為極重度耳聾。電生理檢測發現，otof/-小鼠保存了可興奮聽神經及功能性外毛細胞，提示僅內毛細胞受損。電容檢測發現，生后15天的otof-/-小鼠去極化后，雖然K+外流和Ca2+內流十分常見，但在內毛細胞中快速釋放突觸小泡的胞吐現象消失，僅見周邊緩慢的胞吐現象。電鏡顯示，內毛細胞的超微結構除突觸區和色帶數量異常外其余均正常(盡管約60%的野生型小鼠突觸部位還不能區分)。在成熟階段早期的生后6天，迅速的胞吐減少可被記錄到，但其結構及ribbons數量變化無法識別。Ca2+介導的光解作用無法復蘇快速胞吐作用，30%的慢速胞吐作用可被復蘇。基于這些結果，我們推測otoferlin蛋白是內毛細胞突觸小泡膜融合的主要Ca2+傳感器，可替代失去的突觸前小泡的鈣結合蛋白I (Roux et al., 2006)。