紧密连接蛋白在噪声性听力损伤中的作用及其调控机制

来源 :第四军医大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:x_schen
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目的:通过建立噪声性听力损伤动物模型,观察噪声暴露对血迷路屏障通透性及其紧密连接蛋白表达变化的影响。方法:60只健康的成年雄性白化豚鼠完全随机分为三组,即:正常对照组(20只)、噪声暴露4h组(20只)和噪声暴露2d组(20只)。其中噪声暴露2d组和噪声暴露4h组分别给予声强为115dB SPL的白噪声,每天6小时连续两天和4小时一次;正常对照组给予假噪声暴露,即:除了不给予噪声外,其他与噪声暴露组无异。暴露前、后分别用听性脑干反应(auditorybrainstem response, ABR)检测各组豚鼠听阈变化,在功能上观察噪声对豚鼠听力的影响。各组暴露后ABR检测完毕,随每组各取一只行基底膜铺片鬼笔环肽-异硫氰酸荧光素(Phalloidin-FITC)染色,在结构上进一步证实噪声对豚鼠听力的影响。另外,用常规透射电镜和硝酸镧透射电镜观察正常对照组和噪声暴露2d组的两组血迷路屏障通透性和其紧密连接的变化;免疫组织化学染色和Western blot,检测该两组血管纹和螺旋韧带处紧密连接蛋白occludin和claudin-5的表达变化。结果: ABR结果示:噪声暴露前后,噪声4h组和噪声2d组其听阈均分别有明显统计学差异(*P<0.05;**P<0.05);而噪声暴露后,正常对照组和噪声2d组的听阈差异也具有明显统计学意义(***P<0.05)。.基底膜铺片毛细胞鬼笔环肽FITC染色显示:噪声暴露2d组各转基底膜外毛细胞细胞均有不同程度的损失,其中底转毛细胞大量缺失,部分毛细胞纤毛排列紊乱并出现倒伏和融合,而正常对照组毛细胞排列整齐,其纤毛呈V或W型,外毛细胞计数(外毛细胞密度)两组间具有统计学差异(P<0.05);透射电镜下,可见噪声暴露2d组血管内皮细胞间和边缘细胞间的紧密连接均遭到破坏,细胞间隙增大;镧颗粒透射电镜下,噪声暴露组大量镧颗粒从血管腔内渗漏到管腔外的组织间隙,而正常组镧颗粒仅局限于血管腔内;Western blot结果示,耳蜗外侧壁血管纹三组紧密连接蛋白occludin和claudin-5均有表达,且噪声组的表达量明显低于正常组;免疫组织化学染色也表明,噪声暴露2d组和正常对照组豚鼠耳蜗外侧壁毛细血管内皮细胞、边缘细胞等处均有阳性颗粒表达,且噪声2d组与正常组表达量差异具有明显统计学意义(P<0.05;*P<0.05)。结论:噪声通过下调紧密连接蛋白occludin和claudin-5的表达,破坏了紧密连接,增加了豚鼠血迷路屏障的通透性,从而导致内耳微环境的破坏,是噪声性听力损伤可能的发病机制之一。目的:进一步探究噪声暴露对紧密连接蛋白表达调控的相关分子机制,以期为临床噪声性耳聋的防治开辟新的治疗手段和提供新的理论依据。方法:90只健康的成年雄性白化豚鼠完全随机分为6组:正常对照组(15只)、噪声暴露4h组(15只)、噪声暴露2d组(15只)、MEK抑制剂+噪声暴露2d组(15只)、VEGF受体2抑制剂+噪声暴露2d组(15只)和DMSO+噪声暴露2d组(15只)。其中噪声暴露2d组、MEK抑制剂+噪声暴露2d组、VEGF受体2抑制剂+噪声暴露2d组和DMSO+噪声暴露2d组给予白噪声,其声强为115dB SPL,每天6小时,连续两天;噪声暴露4h组给予声强为115dB SPL白噪声,4小时;MEK抑制剂+噪声暴露2d组、VEGF受体2抑制剂+噪声暴露2d组和DMSO+噪声暴露2d组于每次噪声暴露前半小时分别给予腹腔注射MEK抑制剂(0.3mg/Kg)、VEGF受体2抑制剂(50mg/Kg)和DMSO(50ml/Kg);正常对照组给予假噪声暴露,即:除了不给予噪声和干预外,其他与噪声暴露组无异。暴露前、后分别用听性脑干反应(auditory brainstem response,ABR)检测各组豚鼠听阈变化,在功能上观察各种干预对豚鼠听力的影响。尔后各组均取耳蜗外侧壁组织用Western blot半定量检测紧密连接蛋白occludin,claudin-5,erk和P-erk的表达变化。另外,从形态学上采用免疫荧光激光共聚焦的方法观察各组的VEGF和P-erk在血管纹处的表达分布情况。结果:ABR结果示:噪声暴露后,PD+NE2d组听阈分别与噪声2d组和DMSO+NE2d的听阈差别均有统计学意义(*P<0.05;***P<0.05);而SU+NE2d组听阈分别与噪声2d组和DMSO+NE2d的听阈差别也均有统计学意义(**P<0.05;****P<0.05)。提示VEGF受体2抑制剂和ERK抑制剂的干预对噪声性听力损伤均有一定程度的保护作用。Western blot结果显示:正常对照组、噪声暴露4h组和噪声暴露2d组的claudin-5和occludin表达逐步下降;而正常对照组、噪声暴露4h组和噪声暴露2d组的P-erk的表达逐步增高(T-erk表达量不变),提示噪声暴露下调了耳蜗外侧壁紧密连接蛋白的表达,同时上调了ERK的磷酸化水平,并呈现一定量效趋势;当于噪声暴露前给予MEK抑制剂PD98059后,紧密连接蛋白的表达水平高于单纯噪声暴露2d组和DMSO+噪声暴露2d组,当噪声暴露前给予VEGF受体2抑制剂SU1498后,紧密连接蛋白的表达水平也明显高于单纯噪声暴露组和DMSO+噪声组,提示VEGF和磷酸化ERK共同参与了噪声对紧密连接蛋白表达的下调。免疫荧光激光共聚焦结果示:于血管纹处,噪声暴露2d组的磷酸化Erk表达明显高于正常对照组,且磷酸化ERK的绿色荧光与胞核红色荧光有共染现象,再次提示噪声上调了ERK的磷酸化水平且磷酸化的ERK发生了核转位;VEGF受体2抑制剂+噪声暴露2d组和MEK抑制剂+噪声暴露2d组的磷酸化ERK表达较噪声暴露2d组明显下降,再次提示噪声通过VEGF激活了ERK通路。于边缘细胞处,单纯噪声暴露2d组和DMSO+噪声暴露2d组的VEGF表达明显高于正常对照组,提示噪声暴露上调了边缘细胞处VEGF的表达。结论:噪声暴露可能通过上调边缘细胞的VEGF表达,激活了内皮细胞、周细胞和边缘细胞在内的ERK通路,从而最终下调了耳蜗外侧壁处紧密连接蛋白occludin和claudin-5的表达。
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