FGF22通过下调MEF2D表达促进耳蜗内毛细胞带状突触合成的机制研究

The auditory organ is crucial sense receptor for human being, by which sound is captured and analyzed. Inner hair cell (IHC) ribbon synapses play important role as first synapses on auditory pathway connecting spiral ganglion neurons (SGNs) and inner hair cells (IHCs). In previous study, we explored cochlear infusion with recombinant FGF22 restored hearing function impaired by gentamycin. FGF22 restores hearing function through maintaining ribbon synapse number, via inhibition of myocyte enhancer factor 2D (MEF2D). On the basis of those results, this project will investigate effects of FGF22 gene and MEF2D gene on synthesis of IHCs ribbon synapses including synapse number and protein expression about synapse structure and function through gene interference. The signaling pathways by which FGF22 affects ribbon synapse synthesis and inhibits MEF2D expression will be assayed and proved. This project will help us understand mechanism of ribbon synapse plasticity deeply and provide the conceptual basis for the therapeutic strategies.

听觉器官是人体重要的感觉器官，声音信号的获得和理解是一个极为复杂的过程。连接螺旋神经元和内毛细胞的带状突触作为听觉传导通路上的第一个突触，是影响声音信号传递的重要因素。申请者在前期工作中发现，在耳毒性药物作用下，重组ＦＧＦ２２耳蜗灌注通过维持内毛细胞带状突触的数量起到了对听觉功能的保护作用，并且伴随着ＭＥＦ２Ｄ的表达下调。本项目拟在此基础上，通过基因干预手段，在细胞和动物模型中进一步对ＦＧＦ２２基因和ＭＥＦ２Ｄ基因对内毛细胞带状突触的合成的影响进行研究，包括对带状突触的数量和突触相关结构、功能蛋白质的表达调控。同时，分析FGF22影响带状突触合成的信号通路、分析FGF22下调MEF2D表达的信号通路并加以验证，使我们更好的理解内毛细胞带状突触可塑性的机制，为可能进行的临床干预寻找靶向目标。

听力障碍影响人们的正常交流，听觉传导通路的任何部分受累都可引起听力障碍，内毛细胞带状突触作为听觉传导通路上第一个传入神经突触，发挥重要作用。前期研究发现，FGF22耳蜗灌注对内毛细胞带状突触具有保护作用，因此在此课题中，我们对FGF22-/-小鼠的听力、耳蜗毛细胞数量、内耳带状突触的数量和结构进行研究，通过膜片钳评估钙离子促发囊泡释放的效能；并对耳蜗基底膜进行基因芯片、信号传导途径分析，结果发现FGF22-/-小鼠听阈较野型小鼠提高，内、外毛细胞未见缺失，内毛细胞带状突触和突触RIBEYE附着的囊泡数量减少。通过基因芯片分析并且经RT-PCR验证：神经分泌型可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体（SNARE）SNAP25、钙离子通道调节蛋白Gipc3在FGF22-/-小鼠中表达下调；炎症反应因子信号传导通路下调、p53 信号通道上调，膜片钳结果提示钙离子内流减少，带状突触囊泡释放能力降低。通过本研究，深入的揭示了内毛细胞带状突触合成和功能维持的机制。