衰老改变迟发性年龄相关性听力损失小鼠毛细胞生理特性
Aging Alters Hair Cell Physiological Properties in Mice With Late-Onset Age-Related Hearing Loss
研究发现CBA/CaJ小鼠从10月龄起顶端内毛细胞(IHC)体积减小,基底外侧膜电流尤其是大电导钙激活钾通道(BK)电流IK,f显著下降,且发生在ABR可测听力阈值升高之前。机械电转导(MET)电流在22月龄前未受影响。结果提示IHC生理特性的早期衰老改变可能是CBA/CaJ小鼠年龄相关性听力损失的一条独立病理通路。
哺乳动物耳蜗毛细胞是听觉的机械感受器,声波振动经毛束偏转激活机械电转换(MET)通道转化为电信号,其中内毛细胞通过带状突触把声信息快速而稳定地传递给听觉神经元,外毛细胞则负责放大声诱发的振动 [1]。在年龄相关性听力损失(ARHL)领域,既往工作大多聚焦于毛细胞及其突触的丢失:耳蜗突触病变被视为噪声性和年龄性听力损伤中最早出现的损伤标志 [2];机制上,C57BL/6J 小鼠的研究表明,氧化应激诱导的 Bak 依赖性线粒体凋亡程序驱动螺旋神经节神经元和毛细胞的年龄性死亡 [3],热量限制还可通过 Sirt3 增强线粒体谷胱甘肽抗氧化防御、延缓 ARHL [4]。相比之下,对于尚存活的毛细胞本身,其生理特性如何随衰老改变、与听力下降孰先孰后,一直缺少直接证据。
发表于 Aging Cell 的这项研究(Yen 等)以 ARHL 进展缓慢的 CBA/CaJ 小鼠为对象,检验了毛细胞生理特性是否随年龄变化。结果显示,毛细胞体积自 10 月龄起开始缩小,这一时间点远早于听性脑干反应(ABR)测得的听阈升高;伴随结构变化,基底外侧膜电流显著减小,其中耳蜗顶圈内毛细胞大电导钙激活钾通道(BK)电流 IK,f 的下降尤为明显;而内毛细胞的 MET 电流幅度至少到 22 月龄仍保持不变。
这项工作把 ARHL 的早期观察从“细胞和突触的丢失”推进到了“存活细胞的内源性功能改变”。既往研究以突触丢失为最早损伤标志 [2],依靠的主要是结构与计数层面的证据;本研究则显示,在一个听力下降出现很晚的品系中,顶圈内毛细胞的基底外侧膜电流在听阈出现可检测升高之前就已显著衰减,且 MET 电流完好,提示衰老早期的影响集中于基底外侧膜特性而非机械转换通道本身。作者据此提出,这些先于可测听力损失出现的细胞缺陷,可能在 CBA/CaJ 小鼠中构成一条独特的病理路径。
当然,问题也随之而来:毛细胞为何缩小、BK 电流为何减退,其上游机制仍不清楚;这些早期生理改变与后续听力损失之间的因果关系也有待确立。此外,本研究的电流测量集中于顶圈内毛细胞,耳蜗其他区域以及外毛细胞在衰老过程中是否遵循同样的规律,仍是尚未回答的问题。
- 1.Hair Cell Transduction, Tuning, and Synaptic Transmission in the Mammalian Cochlea · Compr Physiol 2017
- 2.Aging after noise exposure: acceleration of cochlear synaptopathy in "recovered" ears · J Neurosci 2015
- 3.Age-related hearing loss in C57BL/6J mice is mediated by Bak-dependent mitochondrial apoptosis · Proc Natl Acad Sci U S A 2009
- 4.Sirt3 mediates reduction of oxidative damage and prevention of age-related hearing loss under caloric restriction · Cell 2010
来源:文献与产业新闻 · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov