基因疗法挽救小鼠内耳毛细胞功能障碍

索尔克研究所和谢菲尔德大学的研究人员完成了一项研究，他们说这项研究显示了开发修复听力损失的基因疗法的希望。在发达国家，大约80%的儿童在学会说话之前发生的耳聋病例是由于遗传因素造成的。

这些遗传成分之一导致蛋白质EPS8的缺失，这与内耳中感觉毛细胞的不当发育相吻合。这些细胞通常具有长毛发状结构，称为静纤毛，可将声音转换为大脑可以感知的电信号。在没有EPS8的情况下，静纤毛太短而无法发挥作用，从而导致耳聋。

该团队的发现“AAV介导的体内Eps8表达拯救恢复了隐性耳聋小鼠模型中的毛细胞功能”，发表在分子疗法-方法和临床开发中，表明正常EPS8的递送可以拯救静纤毛伸长和功能受EPS8缺失影响的小鼠耳朵中的听觉毛细胞。

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“毛细胞对声学信息的转导取决于从其顶端表面突出的机械敏感立体纤毛束。立体纤毛蛋白EPS8的突变或缺失分别导致人类和小鼠耳聋。Eps8基因敲除小鼠(Eps8−/−)的毛细胞具有不成熟的静纤毛，无法成为感觉受体，”研究人员写道。

从左到右：内耳的短毛、中毛和长毛静纤毛(绿色)在接受增加水平的EPS8(洋红色)处理的小鼠中传递声音。添加更多EPS8会导致静纤毛伸长。[索尔克研究所/韦特高级生物光子学核心]

“在这里，我们展示了在P1–P2Eps8−/−小鼠体内使用Anc80L65外源性递送Eps8拯救了顶端线圈毛细胞的毛束结构。获救的发束正确定位EPS8、WHIRLIN、MYO15和BAIAP2L2，并产生正常的机电换能器电流。具有外观正常的静纤毛的内毛细胞重新表达成人样基底外侧离子通道(BK和KCNQ4)并具有正常的胞吐作用。

“完全恢复的毛细胞数量不足以挽救Eps8−/−小鼠的听力。腺相关病毒(AAV)转导P3顶端螺旋和P1–P2基底螺旋毛细胞不会拯救毛细胞，Anc80L65-Eps8也不会在成年Eps8-/-小鼠中递送。

“我们提出AAV诱导的基因基础疗法是恢复Eps8−/−小鼠复杂毛细胞缺陷的有效策略。然而，这种治疗方法可能需要在子宫内进行，因为在出​​生后，Eps8-/-毛细胞似乎已经成熟或积累了超过修复点的损伤。”

某些细胞的毛细胞功能可以恢复

“我们的发现表明，毛细胞功能可以在某些细胞中恢复，”共同资深作者、索尔克WaittAdvancedBiophotonicsCore助理研究教授兼主任UriManor博士说。“我天生就有严重到极重度的听力损失，我觉得能够为人们提供听力的选择将是一份美妙的礼物。”

耳蜗是内耳中的螺旋管结构，使我们能够听到和区分不同的声音频率。耳蜗的低频区域具有较长的静纤毛，而高频区域具有较短的静纤毛。当声音通过耳朵传播时，耳蜗中的液体会振动，从而导致毛细胞静纤毛振动。这些毛细胞向神经元发送信号，神经元将有关声音的信息传递给大脑。

Manor先前发现EPS8蛋白对正常听力功能至关重要，因为它调节毛细胞静纤毛的长度。没有EPS8，头发很短。同时，共同资深作者、谢菲尔德大学教授WalterMarcotti博士发现，在没有EPS8的情况下，毛细胞也无法正常发育。

在这项研究中，Manor和Marcotti联手研究将EPS8添加到静纤毛毛细胞中是否可以恢复其功能以改善小鼠的听力。该团队使用病毒帮助将蛋白质输送到毛细胞，将EPS8引入缺乏EPS8的聋鼠的内耳。然后，他们使用详细的成像来表征和测量毛细胞静纤毛。

该团队发现EPS8增加了静纤毛的长度并恢复了低频细胞的毛细胞功能。他们还发现，在一定年龄之后，细胞似乎失去了被这种基因疗法拯救的能力。

“EPS8是一种具有许多不同功能的蛋白质，关于它我们还有很多东西有待发现，”Manor指出。“我致力于继续研究听力损失，并且乐观地认为我们的工作可以帮助导致恢复听力的基因疗法。”

未来的研究将包括研究EPS8基因疗法在不同发育阶段恢复听力的效果如何，以及是否有可能延长治疗机会窗口。