螺旋神经元电压依赖性钙离子通道功能改变与老年性耳聋关系的研究

Age-related hearing loss (AHL), known as presbycusis, is the most common sensory disorder in the elderly population. Apoptosis and degeneration of spiral ganglion neurons (SGNs) is thought to be a major cause of AHL. Voltage-dependent Ca2+ channels (VDCCs) that serve as a major contributor in regulating the intracellular calcium level, play a key role in the age-related impairment of neuronal function such as neuron apoptosis. Our previously results showed that VDCCs can regulate the excitability of SGNs in AHL mice, suggesting a potential role for involvement in this process. However, little is known about the role of VDCCs in AHL. Our work will use normal and AHL mouse as the experimental models and exploit classical techniques such as electrophysiological and biochemistry to determine the function of VDCCs. Furthermore, auditory brainstem responses (ABRs) will be carried out to evaluate the auditory functions after application of specific calcium channel blockers. Our finding will provide valuable insights into the mechanism underlying AHL.

老年性耳聋严重影响老年人生活质量，它的发病机制尚未完全阐明。目前认为螺旋神经元（SGN）凋亡、退变是导致老年性耳聋的重要原因。电压依赖性钙通道（VDCC）是介导神经元凋亡的重要离子通道。申请者前期研究发现VDCC可调节老年性耳聋小鼠SGN的兴奋性改变。在老年性耳聋中发挥重要作用。因此，研究SGN上VDCC的功能对阐明老年性耳聋的发病机理有重要的意义。但到目前为止，针对SGN上VDCC的有限研究都来源于听力形成前的幼鼠，对成年和老年阶段小鼠SGN上VDCC表达和功能均不清楚。因此，本课题拟采用膜片钳和分子生物学的方法研究成年和老年阶段SGN上VDCC的表达和功能，明确介导老年性耳聋的VDCC亚型以及作用。最后通过在细胞和整体水平改变这一VDCC亚型，探讨其对老年小鼠听力的影响。此研究将为阐明老年性耳聋的发病机理提供重要的实验依据。

老年性耳聋是临床最常见的听力损失类型。其发生机制至今尚未完全阐明。目前研究认为耳蜗螺旋神经元(SGN)的凋亡、退变是导致老年性耳聋的重要原因。螺旋神经元是传导听觉信息的一级神经元，是听觉传导通路的重要组成部分。SGN的凋亡、退变可直接导致听觉通路受损而造成听力下降或丧失。.电压依赖性Ca2+通道（Voltage-dependent calcium channel, VDCC）是调节神经元兴奋性的重要离子通道，其功能障碍可直接导致细胞内的钙稳态失调，而触发神经元损伤或死亡。目前对SGN上VDCC的研究多集中在听力发育成熟前的幼鼠上，而对成年阶段和老年性耳聋阶段的SGN上VDCC的功能还不清楚。所以本课题主要探讨成年及老年耳聋阶段小鼠SGN上VDCC功能，在此基础上研究其功能改变与老年性耳聋发生的关系。进一步揭示老年性耳聋发生机制。.我们研究发现：在成年及老年性耳聋小鼠SGN上均表达L-type、N-type、P/Q-type、R-type、以及T-type等多种类型VDCC。它们的电流密度在耳蜗顶圈和底圈的SGN上分布不同，这种差异可能与耳蜗顶圈和底圈介导不同频率的声波传递有关。我们进一步研究发现，其中L-type钙通道又由两种亚型Cav1.2和Cav1.3组成，其中与Cav1.2 相比，Cav1.3介导的钙通道电流电导更大，开放概率明显增加。另外，我们在Cav1.3-/-敲除小鼠模型上发现SGN Ca2+电流激活曲线明显右移，SGN动作电位发放频率下降，兴奋性降低。提示： Cav1.2和Cav1.3其通道特性各不相同，它们共同介导了L-type钙通道的功能。.此外，我们研究还发现：在老年性耳聋小鼠SGN数目减少，SGN上T-type钙通道表达增加，提示T-type钙通道可能是参与老年性耳聋发生的重要通道。将来的研究中我们准备进一步探讨T-type钙通道在老年性耳聋中的作用机制。.本课题研究明确了VDCC在成年小鼠SGN上的生理功能，其中关于L-type钙通道组成及功能的研究结果发表在J Neurosci（2014，34 (21) :7383），这是首次在成年小鼠SGN上关于L-type钙通道功能的报道。它为探讨Ca2+在SGN中的作用及调节机制提供了充实的理论依据，为进一步研究Ca２+通道在耳聋相关疾病中的作用提供了实验基础。