人类耳蜗连接蛋白的特定表达

／张红蕾 李大鹏 李佳 编译 郭睿 审校

／1 空军航空医学研究所附属医院耳鼻喉科（北京 100089）； 2 空军总医院耳鼻喉科

人类耳蜗连接蛋白的特定表达

／张红蕾1李大鹏2李佳2编译 郭睿2审校

／1 空军航空医学研究所附属医院耳鼻喉科（北京 100089）； 2 空军总医院耳鼻喉科

间隙连接通道在许多生物系统包括神经系统中都起着非常重要的作用。人类耳蜗的间隙连接通道与基因突变及耳聋的密切关联已被证实。

间隙连接通道由两个被称为连接子的单通道组成，每个连接子又是由6个称为连接蛋白的亚单位蛋白组成。至今为止，有21种连接蛋白在人类中被检测出来，不同的连接蛋白组合成不同的连接子，不同的间隙连接通道也具有不同的特质。

小阳离子具有传导性和通透性，推测耳蜗中的间隙连接通道对毛细胞兴奋时钾离子的循环起关键作用。间隙连接通过肌糖1，4，5-三羟甲基氨基甲烷磷酸盐的介导参与代谢耦合过程，这些分子通过间隙连接的转移伴随着ATP释放到内淋巴，并且兴奋支持细胞的相应受体，进而导致细胞钙离子内流，这对保持内耳的正常功能非常重要。然而，间隙连接对于内耳的确切功能还不十分清楚，人类耳蜗中各种连接蛋白的表达、结合及分布也不完全了解。

本研究发现连接蛋白30（Cx30）和连接蛋白26（Cx26）均大量表达于耳蜗侧壁及螺旋器，而且，人类螺旋神经节细胞（SG）同样表达Cx30，甚至包括一些Cx26。还发现Cx36在Ⅰ型神经节细胞包浆中表达，它作为间隙连接蛋白特定作用于神经元细胞。Cx43也被发现存在于环绕Ⅰ型神经元细胞的施万氏细胞中。

该研究基于颞叶脑膜瘤经耳手术中获得的5例人类内耳标本，5例患者听阈正常，用免疫组化染色方法观察Cx26、Cx30、Cx36、Cx43在耳鸣患者的表达。为了更准确地辨明不同种类的耳蜗细胞（如血管纹的基底细胞、毛细胞和螺旋器中其他类型的支持细胞、螺旋神经节神经细胞和螺旋神经节中的其他卫星细胞），使用单色和明场条件的方法观察这些结构的特点。结果发现，Cx30和Cx26在人类耳蜗侧壁中高表达，特别是在血管纹（SV）的基底细胞和临近血管纹的纤维细胞。在一些中间调节细胞上有部分表达，而边缘细胞上却没有表达。从赖斯纳氏膜的插入点一直到面对鼓阶的螺旋韧带的纤维细胞中都存在上述表达，面对螺旋凸的纤维细胞也有Cx30、Cx26阳性表达，但不是十分明显。在螺旋韧带纤维细胞中，大多数情况下Cx26和Cx30同时表达，少数情况下Cx26单独表达，Cx26的表达相对于Cx30较弱。螺旋凸的上皮细胞浆有少量的Cx26表达。

Cx30和Cx26在人类螺旋器支持细胞中高表达，这些表达或独立或共同存在，网状板Cx26表达非常显著。内侧柱状细胞有Cx30表达，而外侧柱状细胞可见Cx26表达，在柱头部的联合区域Cx30呈阳性表达。外柱细胞显著表达Cx30，在外层毛细胞的下面，一些神经元似乎显示出Cx36、NF160和PV的共同表达。在汉森细胞Cx30低表达，未发现Cx26的表达。

Ⅰ型螺旋神经节细胞浆中有一定程度的Cx26和Cx30表达，但是Cx30的表达与Cx26是分离的，且呈斑片状。在共聚焦显微镜下，这些沉积物大多位于细胞边缘，偶尔分布呈环形或不规则的几何形状，在有髓鞘的轴突Cx26和Cx30的表达不明显。Ⅰ型细胞的核周体也表达Cx36，而Cx43仅在环绕于Ⅰ型细胞周围的少量卫星细胞里表达。

迄今为止，只有少数研究人耳连接蛋白分布的报道，因为收集和完好保存人类内耳组织极具挑战性。Kammen-jolly等研究了人类婴儿耳蜗组织，并且注意到胎儿20周左右时Cx26样的免疫活性分布与成人相近，且存在于血管纹和螺旋器中的Cx26样免疫活性与本研究结果相似，在螺旋神经节神经细胞中没有发现免疫反应性。Lautermann等从22周大的人类胚胎中获取内耳标本，通过免疫荧光技术，在血管纹和螺旋神经节中检测出少量Cx26和Cx30，Cx30比Cx26弱很多，在螺旋韧带中发现了Cx26。

间隙连接由两个并列的半通道组成，这两个通道是同侧还是异侧取决于连接蛋白的排列。在人类耳蜗中，Cx30和Cx26单独或联合存在于血管纹和螺旋器中，耳蜗在侧壁其共同排列于基底细胞层，在螺旋器中共同出现在神经胶质细胞。有研究证实，Cx26和Cx30的混合通道对于正常的听力是必不可少的，缺乏任何一种将会导致听力丧失。间隙连接通路的分子结构可能影响他们的生理特性和渗透特性。Sun等研究证实钙离子内流信号通过由Cx26和Cx30组成的异侧间隙连接的速度是同侧间隙连接的2倍。

动物研究还证实，连接蛋白对于毛细胞兴奋过程中钾离子循环也是必须的。大量研究发现，已经有超过100个Cx26突变和若干个Cx30突变与人类的听力损失有关。有些Cx26突变所导致的听力损害没有电生理学的改变，而是直接导致了1，4，5 -三甲基磷酸肌醇的通透性损害。最近的研究数据表明，耳蜗中的间隙连接通路的作用并不只局限于钾离子循环。在耳蜗上皮细胞中Cx26的消融导致听力损失和毛细胞丢失，但是Cx30的表达和内淋巴电位并没有相应的改变。说明人类耳蜗中的连接蛋白有多种功能，并且其特性是由其分子排列结构决定的。

人类Ⅰ型神经元胞体与Cx30和Cx26表达相关联，Cx30的排列与螺旋神经节细胞相关联，也可能和环绕在周围的卫星细胞相关联，这可能与以前描述过的特化连接的解剖定位反应有关。这些细胞胞膜的特殊性在动物中不存在，只存在于人类中。为了排除是标本制作过程中由于固定因素产生的改变，应用猪的耳蜗进行了对照研究，没有显示出相应连接蛋白的表达。

人类Ⅰ型神经元胞体还表达Cx36，而Cx43则与环绕于胞体周围的少量卫星细胞相关联。在蝙蝠耳蜗细胞胞浆中也发现同样的分布状况。

目前还缺乏人类听神经中关于编码语言的生理学知识。除了有数量众多的化学传导通路，另一种重要方式可能是同步化的活动电位。通过对神经元特异性的Cx36以及单个神经元中的各种连接蛋白的观察，进一步证实了以间隙连接为基础的电循环通路在人类螺旋神经节中存在的可能性。这样快速的处理方式有可能在处理语言这种复杂的信号传导中起重要作用。

（编译自：Liu W，et al.Unique expression of connexins in the human cochlea.Hearing Research，2009，250：55.）

10.3969／j.issn.1006-7299.2015.01.029