庆大霉素鼓室内注射后对前庭传出神经元的作用及转运机制

Transtympanic administration of gentamicin is an effective way in treating interactable vertigo. However, complications of hearing loss and disequilibrium are still troublesome when applying transtympanic administration of gentamicin. Disequilibrium from vestibular disorders depends on vestibular compensation. Vestibular efferent neurons may promote vestibular compensation by moderating the property of firing rate of vestibular afferents. Our previous study firstly demonstrated that intense gentamicin is immunolabeled within vestibular efferent neuron but not within vestibular afferent nucleus after transtympanic administration. Thus we hypothesize that gentamicin is taken up by vestibular efferents, trafficked into the vestibular efferent neuron via axonal retrograde transport, damaged the vestibular efferent neurons, and finally affected vestibular compensation. In this study, we intend to 1) explore the morphological and functional effects of gentamicin on vestibular efferent neuron by applying transmission electron microscope, immunofluorescence and HPLC and 2) explore the mechanism of gentamicin uptake by vestibular efferents and gentamicin trafficking to the vestibular efferent neurons. The demonstration of the effect of gentamicin on vestibular efferent neurons and the trafficking mechanism is important in interpreting the disequilibrium after gentamicin treatment, and provides experimental evidence in preventing the disequilibrium. In addition, it's also meaningful in demonatrating the feasibility of targeting drug delivery via axonal retrograde transport.

鼓室内注射庆大霉素是治疗难治性眩晕的有效方式，然而治疗后并发的听力损失和平衡失调仍是其瓶颈。前庭疾患导致的平衡失调最终依赖前庭中枢代偿，前庭传出系统通过调节前庭传入系统的放电特性促进前庭代偿。我们在国际上首次发现庆大霉素局部注射后在前庭传出神经元有显著分布，前庭传入核团则无分布。因此推测，庆大霉素鼓室内注射后被前庭传出末梢摄取、经轴突逆行转运至前庭传出神经元并造成损伤，最终影响前庭平衡。为证实这一假说，我们拟1）应用透射电镜、免疫荧光、HPLC(高效液相色谱)等技术从形态、递质水平两个层面明确庆大霉素对前庭传出神经元的影响；2）应用免疫荧光、透射电镜等技术明确庆大霉素被前庭传出神经元末梢摄取并转运至神经元胞体的机制。通过上述研究，阐明鼓室内注射庆大霉素对前庭传出神经元的作用及转运机制，明确其与平衡失调的关系，为今后防治鼓室内注射庆大霉素并发平衡失调提供理论依据。

背景：鼓室内注射庆大霉素是治疗难治性眩晕的有效方式，然而治疗后并发的听力损失和平衡失调仍是其瓶颈。前庭疾患导致的平衡失调最终依赖前庭中枢代偿。我们的前期发现庆大霉素局部注射后在前庭传出神经元有显著分布，前庭传入核团则无分布。因此推测庆大霉素鼓室内注射后被前庭传出末梢摄取、经轴突逆行转运至前庭传出神经元并造成损伤，最终影响前庭平衡。.主要研究内容： （1）利用免疫胶体金颗粒追踪庆大霉素，在透射电镜下观察其在前庭传出神经末梢及前庭神经节中的分布及影响，探索庆大霉素在前庭传出神经系统的转运机制；（2）结合神经逆行示踪定位和透射电镜技术，观察庆大霉素鼓室内注射后对前庭传出神经元的超微结构的短期及长期影响。（3）利用免疫荧光定量分析庆大霉素鼓室内注射后对前庭传出神经元在数量上的短期及长期改变。.重要结果及关键数据：（1）鼓室内注射5mg/ml庆大霉素后3天，可见庆大霉素分布于前庭传出神经末梢及传入神经盏。鼓室内注射30mg/ml庆大霉素后3天，可见庆大霉素分布于前庭神经节的有髓神经纤维中，但前庭神经节中的神经元及神经纤维均未见超微结构的改变。（2）鼓室内注射60mg/ml庆大霉素后3天组中的前庭传出神经元、神经纤维和胶质细胞均可见明显的破坏，而30天组中神经元的超微结构基本正常，但神经纤维的髓鞘板层结构明显松解。在对照组和注射后90组中前庭传出神经元、神经纤维和胶质细胞均未见明显异常。（3）鼓室内注射60mg/ml庆大霉素后3天及30天组中的前庭传出神经元的数量与对照组相比均明显减少，但3天及30天组的前庭传出神经元的数量没有统计学差异。.科学意义：庆大霉素鼓室内注射后经前庭传出神经末梢及传出神经纤维转运至双侧前庭传出神经元，并在短期内对前庭传出神经元损伤显著，部分损伤较轻的神经元结构逐渐恢复正常，而受损严重的神经元无法恢复。这可能是庆大霉素鼓室内注射后出现的长期前庭平衡不稳症状的机制之一，并提示前庭传出神经系统可能在前庭代偿方面起着重要作用。