NAT2、GSTT1和GSTM1基因突变小鼠模型的建立及其在老年性聋中的作用研究

Deafness is a kind sensory disease with high morbidity ratio. With the prolongation of average age in human, especially the condition that population aging will become more serious in the future years, presbycusis is attracting more attention for scientific research. The identification of genes related to presbycusis progress slowly, and the molecular mechanisms about presbycusis remain unrevealed. Animal models on presbycusis are urgently needed for solving these problems. In our research plan, we will mimic NAT2, GSTT1 and GSTM1 gene mutations in human and construct gene knock out/in mouse models. These mouse models will be used to reveal gene functions,including hearing ability and cochlear ROS levels. In addition, we will use other methods, including histochemistry, morphology, molecular biology technology, to explore the mechanisms of causing presbycusis in these mutant mice. Our research will contribute to the prevention and diagnosis to presbycusis disease.

耳聋是发病率最高的感官性缺陷性疾病，随着人类的平均寿命将进一步延长，特别今后若干年人口老龄化更加明显，老年性聋（presbycusis）受到了越来越多的关注。目前老年性聋相关基因鉴定进展较为缓慢，对于老年性聋的分子机制也所知甚少，构建老年性聋的动物模型对解决以上问题尤为重要。我们计划模拟NAT2、GSTT1及GSTM1与老年性聋相关的突变，构建基因敲除\敲入小鼠，利用构建的动物模型对这些基因在老年性聋发生中的作用进行探讨，包括检测基因突变小鼠听力水平，检测基因突变小鼠耳蜗ROS水平，利用形态学，组织化学和分子生物学等技术对突变小鼠进行深入研究。研究结果将对老年性聋的预防和诊治具有重要的意义。

随着今后若干年人口老龄化更加明显，老年性聋受到了越来越多的关注。目前对于老年性聋的分子机制也所知甚少，构建老年性聋的动物模型对解决以上问题尤为重要。我们模拟NAT2、GSTT1及GSTM1与老年性聋相关的突变，构建基因敲除\敲入小鼠，并对构建的动物模型进行了分析。我们按计划完成了这3种动物模型的制作，并对构建的动物模型进行了表型分析。. 我们对制作的Gstt1和Gstm1基因敲除小鼠进行ABR测听分析，分别对不同时期的敲除鼠和野生鼠进行ABR测听，我们首先对两个月，4.5个月和8个月，12月大的GSTT1和GSTM1纯合突变小鼠进行了ABR听力检测，但并没有发现它们与同样大的野生型在听力阈上有统计学意义上的差异，对耳蜗进行切片以及耳蜗基底膜进行铺片，形态上也没有发现异常，可能是由于其它同源基因补偿效应造成的。. 然后对制作的Nat2基因点突变的小鼠进行ABR测听分析，2个月，4.5个月和8个月，12月大的突变的小鼠与同样大的野生型在听力阈上没有统计学意义上的差异。对耳蜗进行切片以及耳蜗基底膜进行铺片，形态上也没有发现异常，可能是由于人和小鼠存在差异造成的。. 另外，我们在此课题的研究中，在老年性聋发病机制方面发现了其它新的线索，即mTORC1信号通路在老年性耳聋中有作用，顺着这线索，我们开展了一系列研究工作， 首先，发现天然老年性聋小鼠C57BL/6J耳蜗感觉上皮细胞（NSE）中mTORC1活性显著升高。 再者，在耳蜗NSE中特异性敲除mTORC1复合物的重要成员Raptor基因，使mTORC1信号通路的失活，可以使小鼠抗老年性聋。然后，在NSE中特异性敲除Tsc1基因（mTORC1抑制基因），使mTORC1信号传导的持续过激活，可导致听觉毛细胞细胞过早死亡，出现老年性聋表型，mTORC1的抑制物Rapamycin能够阻止Tsc1敲除小鼠老年性聋的发生。 另外，Tsc1敲除小鼠mTORC1信号通路持续激活，伴随耳蜗感觉神经上皮细胞有过量的活性氧（ROS）积累，出现显著的氧化应激特征，并发现整个过程均发生在氧化物酶体上。这些成果是近年来国际上在老年性耳聋发病机制方面取得的重要进展，将对老年性聋的预防和诊治具有重要的意义。