遗传性听神经病：从基因到病理机制

在下面这篇论文中，巴黎巴斯德研究院的遗传学家给我们描述了探索otoferlin基因变异的分子致聋机制的复杂而艰难的过程。通过精细的实验室研究技术，科学家描述了otoferlin蛋白在内毛细胞突触上的功能，探讨了其独特的致聋机制并最终为耳聋患者康复及干预提供了理论依据。

我们的研究鉴定了两个导致隐性遗传性耳聋的基因：DFNB9 (Yasunaga et al.,1999) 和 DFNB59 (Delmaghani et al.,2006)，分别编码otoferlin和pejvakin蛋白。这两种遗传性听神经病谱系障碍(DFNB9和DFNB59)的临床诊断标准均为重度极重度感音神经性聋伴正常的持续性诱发耳声发射。

otoferlin是一个包含C2 结构域的跨膜蛋白(Yasunaga et al., 1999)。小鼠耳蜗免疫荧光染色显示，otoferlin表达于耳蜗感觉毛细胞，在发育过程中表达于毛细胞及传入神经突触的形成部位，在成熟的耳蜗中则局限于内毛细胞中。免疫电镜显示otoferlin表达于内毛细胞突触小泡和突触前膜上。otoferlin蛋白包裹Ca2+，与syntaxin1和SNAP25相互作用，两种蛋白构成复合体，具有Ca2+依赖性。

为了解otoferlin蛋白在体内的功能及DFNB9的致病机制，我们构建了otoferlin基因敲除小鼠模型(otof-/-)，这些小鼠均表现为极重度耳聋。电生理检测发现，otof/-小鼠保存了可兴奋听神经及功能性外毛细胞，提示仅内毛细胞受损。电容检测发现，生后15天的otof-/-小鼠去极化后，虽然K+外流和Ca2+内流十分常见，但在内毛细胞中快速释放突触小泡的胞吐现象消失，仅见周边缓慢的胞吐现象。电镜显示，内毛细胞的超微结构除突触区和色带数量异常外其余均正常(尽管约60%的野生型小鼠突触部位还不能区分)。在成熟阶段早期的生后6天，迅速的胞吐减少可被记录到，但其结构及ribbons数量变化无法识别。Ca2+介导的光解作用无法复苏快速胞吐作用，30%的慢速胞吐作用可被复苏。基于这些结果，我们推测otoferlin蛋白是内毛细胞突触小泡膜融合的主要Ca2+传感器，可替代失去的突触前小泡的钙结合蛋白I (Roux et al., 2006)。