耳蜗毛细胞miR-30b的表达及其意义

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研究背景:  听觉残疾位列残疾之首,其中感音神经性聋(sensorineural hearing loss,SNHL)是导致听觉下降的重要原因,给社会和家庭带来严重负担。外周听觉信号传入听觉中枢需要耳蜗内毛细胞释放兴奋性递质,引起突触后膜产生动作电位,然后才能将信号逐级传入中枢形成听觉。内耳毛细胞的突触病变是感音神经性聋发生的重要病理机制,内毛细胞突触间有高效的囊泡回收机制使得神经递质不间断的、有效的释放。在众多囊泡回收机制中,网格蛋白介导的内吞(clathrin mediated endocytosis,CME)起主要作用,其中发动蛋白(Dynamin)是维持突触囊泡内吞的关键蛋白,在网格蛋白介导的内吞过程中起剪切囊泡颈的作用,将网格蛋白包被小泡与质膜分离。虽然Dyanmin蛋白在内吞过程中发挥着重要作用,但其调控机制并不清楚。  小分子RNA(miRNA)是一类长约23个核苷酸左右的小非编码RNA,通过完全互补配对或者部分配对与特定靶基因的mRNA 3UTR结合,直接降解或抑制靶基因的mRNA,在转录后水平调节基因表达。越来越多的研究表明 miRNA 在内耳发育、听功能的维持及感音神经性聋的发生发展过程中具有重要作用。耳蜗在遭受各种“压力”包括逐步发生老龄化的过程中,miRNA的表达发生变化,这些变化最终导致细胞死亡和感音神经性聋的发生。  实验方法:  1、取正常 C57小鼠耳蜗基底膜行原位杂交,检测 miR-30b在小鼠耳蜗内毛细胞表达定位,明确miR-30b在耳蜗内毛细胞内有表达;  2、通过双荧光素酶报告基因检测验证miR-30b和DNM1基因(Dynamin蛋白)的靶向结合作用;  3、耳蜗圆窗注射过表达miR-30b的腺相关病毒;  4、实时荧光定量PCR检测miR-30b和DNM1基因的表达,免疫印迹实验(Western blot)检测Dynamin蛋白表达;  5、免疫荧光染色观察小鼠耳蜗内毛细胞Dynamin蛋白表达分布;  6、听性脑干反应(ABR)检测小鼠听力阈值的变化。  实验结果:  1、原位杂交结果显示miR-30b在小鼠耳蜗内、外毛细胞胞质胞核均有表达。  2、双荧光素酶报告基因检测验证miR-30b对DNM1基因有靶向抑制。  3、荧光显微镜显示基底膜成功转染上过表达miR-30b的腺相关病毒。  4、过表达miR-30b后RT-PCR和WB检测DNM1和Dynamin蛋白表达减少。  5、过表达miR-30b后,Dynamin蛋白在内毛细胞细胞质周围分布减少。  6、过表达miR-30b后ABR检测小鼠听力阈值提高。  7、miR-30b表达量随着小鼠年龄增加而增加,Dyanmin蛋白表达量随着小鼠年龄增加而减少。  结论:  通过基底膜原位杂交确定miR-30b在基底膜毛细胞的表达定位,双荧光素酶报告基因验证DNM1是miR-30b的靶基因,通过耳蜗圆窗显微注射过表达miR-30b的腺相关病毒成功转染基底膜毛细胞。我们发现过表达miR-30b可以靶向下调DNM1基因从而抑制Dynamin蛋白的表达。随着小鼠年龄的增加耳蜗中miR-30b的表达水平逐渐升高,提示了年龄相关性耳聋可能与 Dynamin 蛋白相关,即随着年龄的增长Dynamin 蛋白表达减少,导致小鼠听力阈值提高。通过研究 miRNA 可能会为音神经性聋治疗提供一个新的靶点。
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