COCH基因突变致迟发进展性遗传性聋的发病机制研究

Pathological studies of the temporal bones from individuals affected by COCH gene mutation have shown remarkable degeneration of neuroepithelial cells. Protein misfolding is a fundamental mechanism underlying multiple chronic neurodegenerative diseases. Therefore, one of the pathogenesis of late-set progressive hereditary hearing loss might be a misfolding and metabolic disorder of mutant cochlin. On the basis of finding the novel mutation of COCH gene, the wild and mutant COCH gene will be constructed and transfected to cultivating cells and cochlea in vivo with AAV vector, and quality and quantity of wild and mutant cochlin will be detected with Western bolting, ELISA, mass spectrometry analysis, and monitoring the cochlear function in the present study, to explore integration of mutant cochlin into the extracellular matrix. Further, interact protein of cochlin protein will be appraised with collagen protein, by using surface plasmon resonance analysis, dichroism spectroscopy analysis and immunoprecipitation, to explore the role of cochlin protein in the inner ear. Thus it will be clarified that the pathogenesis of COCH gene mutations is responsible for late-set progressive hearing loss.

由COCH基因突变导致的迟发性遗传性聋颞骨病理显示内耳退行性变，而突变基因蛋白的错折叠是导致某些神经退行性疾病的重要原因，推测COCH基因突变蛋白的错折叠及代谢异常可能是内耳功能障碍的发病机制。本研究在已发现COCH基因突变的基础上，拟采用构建突变位于不同结构域的COCH基因表达质粒转染细胞系，以及构建与人致病突变相对应的鼠突变COCH基因病毒表达载体转染鼠内耳，通过蛋白印迹、ELISA、质谱分析等方法检测细胞培养液、细胞裂解液以及鼠内耳组织突变Cochlin蛋白各同工型的含量，同时监测耳蜗功能，探讨COCH基因不同突变蛋白是否影响其在细胞外基质中的整合。进一步以胶原蛋白为靶位，采用等离子共振、光谱分析和免疫共沉淀等方法鉴定Cochlin蛋白的互作蛋白，探讨Cochlin蛋白在内耳的作用，从而阐明COCH基因突变致迟发性聋的发病机制，为进一步探讨迟发进展性遗传性聋的药物治疗提供依据。

COCH基因突变是引起常染色体显性遗传非综合征性耳聋9型（DFNA9）的原因。患者表现为迟发进展性聋可伴有前庭功能障碍。本课题研究COCH基因不同突变位点的致病机制和临床表型之间的关系。通过构建了位于不同结构域的COCH基因突变型表达载体，以及构建与人致病突变相对应的鼠突变COCH基因病毒表达载体转染鼠内耳，通过蛋白质印迹、ELISA、质谱分析等方法检测细胞培养液、培养细胞以及鼠内耳突变Cochlin蛋白各同工型的含量，同时耳蜗电图监测耳蜗功能，探讨Cochlin蛋白在耳蜗过表达或代谢异常是否会引起动物模型膜迷路积水。实验发现突变型Cochlin蛋白LCCL小片段剪切异常和蛋白多聚体形成是导致DFNA9的重要原因。位于LCCL结构域的突变常引起小片段剪切异常和患者前庭功能障，位于vWFA结构域的突变更加容易形成多聚体，因为vWFA结构域与细胞外基质的形成密切相关，位于LCCL结构域和vWFA结构域之间的p.C162Y位点，既导致小片段剪切异常，又容易形成多聚体，两个家系表现出了不同的表型。进一步阐明了COCH基因突变致迟发性聋的发病机制，为探讨迟发性进展性聋的药物治疗提供依据。