音猥因子通过下调pRb的表达水平促进哺乳动物耳蜗毛细胞再生

发布时间：2019-08-16 12:10

【摘要】：[目的]耳毒性药物及噪声所引起的毛细胞丢失是感音神经性耳聋的主要致病原因。但与低等非脊椎动物不同,哺乳动物耳蜗毛细胞无自发性再生能力,因此毛细胞丢失所导致的感音神经性耳聋目前仍是临床治疗中的一大难题。找到促进哺乳动物耳蜗毛细胞原位再生的生物学途径是治疗感音神经性耳聋的重要研究方向。 [方法]本实验采用新生SD大鼠体外耳蜗培养模型,研究Shh在促进新生哺乳动物耳蜗毛细胞及支持细胞再生中的作用及其机制。为了进一步研究诱导成年耳蜗再生的方法,我们采用Er-Cre Rb loxp/loxp转基因鼠,在体外培养模型中敲除Rbl基因,研究其对成年耳蜗毛细胞及支持细胞再生中的促进作用。 [结果]1).在新生大鼠耳蜗新霉素损伤体外模型中,Shh蛋白可促进支持细胞增殖,部分增殖的支持细胞可转分化为毛细胞,新生毛细胞表达前体细胞标记物Pax2与Sox2。2).通过RT-PCR研究方法,显示新生耳蜗体外培养中加入Shh蛋白可成功激活Hh信号通路,使其下游多种作用因子表达上调,从而进一步产生对细胞增殖与分化的调控作用。3).Shh通过抑制pRb功能促进毛细胞再生。Shh通过抑制pRb蛋白的表达及促进其过磷酸化两个方面同时抑制pRb的功能。并诱导细胞周期蛋白Cyclin B1, Cyclin D2, Cyclin D3和Cdc2的上调,从而促进静止期细胞重新进入细胞周期。4).在成年小鼠内耳感觉上皮体外培养模型中,Rb1敲除能够促进耳蜗和椭圆囊的支持细胞及毛细胞增殖。 [结论]1).Shh可促进毛细胞损伤后的新生耳蜗支持细胞的增殖和毛细胞的再生。2).在体外培养条件下, Shh可成功激活Hh信号通路,使其下游多种作用因子表达上调。3).Shh对毛细胞的再生促进作用是通过对Rb蛋白维持细胞处于静止状态作用的抑制所产生的。4).在成年耳蜗中敲除Rbl基因可促进毛细胞及支持细胞重新进入细胞周期,对成年毛细胞的再生有非常重要的促进作用。
【图文】：

信号通路,相互作用,脊椎动物

持细胞的增殖功能缺陷可导致毛细胞再生的终止。因此，在低等脊椎动物毛细胞再生过程中，支持细胞是毛细胞再生的来源，而支持细胞的分裂增殖则是毛细胞再生过程中及其关键的步骤[7] [8]。音稷因子（Sonic hedgehog, Shh)是hedgehog(Hh)基因家族成员之一，，最初于1980年在果姆中发现。SHH编码一种高度保守的分泌型糖蛋白，对于胚胎发育、器官形成，细胞增殖和分化具有重要作用[9]。哺乳动物有三种HH蛋白：Shh (Sonichedgehog), Ihh (Indian hedgehog), Dhh (Desert hedgehog)。分别在不同的组织中有不同的表达形式，并在发育中起到不同的作用。SHH是哺乳动物三种Hh配体中在脊椎动物胚胎中表达最广泛和大量的，在发育中大脑、脊椎和多种发育中器官的上皮-间质界面表达。Shh是一种强烈的形态发生诱导剂，对脊椎动物胚胎中多种结构的发育起重要的作用，包括四肢，神经组织，肺，项面骨豁，毛发，牙齿，胃肠道，脑垂体等.Shh编码一种分泌性糖肽。Shh肽链与}\0细胞表面的特异性受体(Patched, Ptc)结合，并通过一种包括Glil家族转录因子的细胞内信号转导通路以调节祀细胞内特定基因的转录水平[10]。Glil和Ptc的表达是HH活性的保守IE位，因此，被广泛的作为Hh信号通路的活性指标[11] [12]。

新生大鼠,毛细胞,相差显微镜,培养过程

1.新霉素损伤后，耳锅毛细胞逐渐丢失。在ImM新霉素处理24小时并继续用无血清培养液培养5天后，可观察到毛细胞呈梯度丢失（图1.F)。由于外毛细胞比内毛细胞对新霉素损伤更为敏感，毛细胞丢失由外毛细胞开始。并且呈现出底圈损伤较严重，顶圈损伤较轻的模式。在最终得到的耳锅标本中，底圈耳锅内外毛细胞几乎全部丢失，近存留部分死亡毛细胞残骸。中圈内毛细胞存留较为完整，外毛细胞则大部分损伤（图5. F-J)。向耳锅顶圈方向，外毛细胞损伤程度逐渐减轻。耳锅最顶部毛细胞损伤非常轻微，结构与正常培养耳赐类似。新霉素损伤毛细胞后，Corti氏器结构严重破坏，毛细胞排列紊乱。部分区域内外毛细胞无法明显区分。但支持细胞未见明显损伤
【学位授予单位】：复旦大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：R764

【共引文献】