高尔基体结构蛋白ACBD3介导的微管乙酰化异常在GJB2突变相关遗传性耳聋中的机制及干预

Our previous data revealed that microtube acetylation dysfunction in Pillar cell during cochlear early developmental stage was the key molecular point of Cochlear tunnel remained close in GJB2 gene (encoded Connexin26, Cx26) mutation mice, however, the mechanism is still obscure. By screening an auditory epithelium-specific cDNA library and Co-IP, our recent data demonstrated that Acyl-coenzyme A binding domain containing protein3 (ACBD3) interactive with Cx26. In this grant we propose to explore the mechanism that Cx26 interaction with ACBD3 regulate tubulin acetyltransferase ATAT1 mediated α-tubulin Lys-40 acetylation dysfunction by using GJB2 gene mutation mouse model and cell lines. We will also use AAV2/1 virus at the early postnatal stage to inoculate ATAT1 and Cx26 into the cochlea scala media in GJB2 gene mutation mice, our ultimate goal is to double target for reconstruction the structure of cochlear tunnel and to restore Cochlear function. This study may provide novel targets based on mechanism for the therapeutic interventions and strategies of nonsyndromic inherited deafness caused by GJB2 gene mutation.

前期研究发现耳蜗发育早期Pillar细胞中微管乙酰化异常是GJB2基因（编码Connexin26蛋白，Cx26）缺失突变小鼠耳蜗Corti器隧道不能开放的分子基础，但其机制并不清楚。通过在耳蜗听觉上皮特异性cDNA文库中筛选Cx26相互作用蛋白及Co-IP验证，我们发现高尔基体结构蛋白乙酰辅酶A结合域蛋白3（ACBD3）与Cx26存在相互作用。本课题拟应用GJB2基因敲除小鼠及构建的GJB2突变细胞模型，探索Cx26通过与高尔基体结构蛋白ACBD3作用调控微管蛋白乙酰化酶ATAT1介导的微管蛋白α-Tublin第40位氨基酸乙酰化的机制，并通过腺相关病毒2/1发育早期经耳蜗中阶转染GJB2基因敲除小鼠促进发育关键时期微管正常形成，以期在重建Corti器隧道结构的基础上恢复Corti器功能，为Cx26缺陷导致非综合征遗传性耳聋提供基于机制的治疗靶点和思路。

前期研究发现耳蜗发育早期Pillar细胞中微管乙酰化异常是GJB2基因（编码Connexin26蛋白，Cx26）缺失突变小鼠耳蜗Corti器隧道不能开放的分子基础，但其机制并不清楚。本课题旨在研究Cx26缺乏引起pillar细胞微管发育异常以及听力损失的机制，为开发基于致病机制的治疗方法提供理论依据。本课题实施过程中，本课题组按照原定计划建立了多种时间特异性、空间特异性、剂量特异性Cx26敲除小鼠模型。通过形态学、分子生物学等手段，对Cx26敲除所致pillar细胞发育障碍及听力损失的机制进行了深入研究。我们发现了Cx26在小鼠出生后耳蜗发育的关键时期存在空间特异性分布，这种空间特异性分布对维持毛细胞存活具有重要作用；我们发现了Cx26的敲除效率与其所致的听力损失及支持细胞发育阻滞程度之间存在量效关系，该研究为接下来要进行通过重建内耳Cx26表达进而挽救听力的研究提供了重要的理论支持；我们在不同Cx26敲除小鼠模型观察到了CX3CL1信号调控的巨噬细胞募集，Cx26敲除所致感觉毛细胞的死亡与巨噬细胞抗原提呈功能的增强有关，该研究揭示了Cx26敲除所致听力损失与内耳炎症免疫反应之间的联系；我们在支持细胞特异性敲除Cx26小鼠模型和T3、TH模型观察到柱细胞微管乙酰化与Corti隧道开放正相关，微管蛋白的乙酰化有助于形成稳固的微管束，可能是Corti隧道开放的关键。在本课题研究期间，我们对Cx26敲除所致听力损失的机制进行了细致的研究，进一步明确了Cx26敲除导致听力损失的机制，为未来的基于机制的治疗提供了理论依据。