MicroRNA183家族在耳蜗毛细胞发育和保护中的研究进展*

MicroRNA183家族在耳蜗毛细胞发育和保护中的研究进展 *

郑泽宇 1 陈俊 2

1空军军医大学基础医学院学员一大队 陕西西安， 710032

²空军军医大学第一附属医院耳鼻咽喉科 陕西西安，710032

[摘要] 哺乳动物耳蜗毛细胞损伤后再生，是感音神经性聋研究的焦点之一，也是亟待解决的难题。microRNA通过与目标mRNA互补配对导致mRNA降解或抑制其翻译，参与基因转录后调控。目前研究发现microRNA183（miR-183）家族在耳蜗毛细胞发育及损伤保护方面均发挥了重要作用。本文介绍了miR-183家族在耳蜗发育过程中的表达分布，及其在促进耳蜗毛细胞分化过程中的作用，同时阐述了miR-183家族在毛细胞损伤保护中的作用和机制，为毛细胞再生和保护研究提供理论参考。

[关键词] microRNA183家族；耳蜗；毛细胞；感音神经性聋

MicroRNA（miRNA）是一类高度保守、长度很短的非编码调控单链RNA，通过与目标mRNA互补配对导致mRNA降解或抑制其翻译。miR-183家族包括miR-182、miR-96和miR-183三个成员[1]。三者在脊椎动物染色体上相邻形成基因簇（gene clusters），三者的序列在不同种属间高度保守，并且在脊椎动物中三者种子区(seed region)的序列具有高度的相似性[2]。研究发现miR-183家族在耳蜗毛细胞发育及损伤保护方面均发挥了重要作用。

1 miR-183家族在耳蜗毛细胞发育过程中的表达分布

miR-183家族在耳蜗毛细胞发育的整个阶段，包括细胞增殖期及分化期均有表达，表明其可能在毛细胞的发育成熟起了调节作用[3]。研究者应用原位杂交技术检测miR-183家族在不同年龄小鼠内耳中的表达和分布。miR-183家族在耳蜗开始发育前，即胚胎9.5天（E9.5）前并无表达。E9.5时miR-182和miR-183开始表达于听泡。之后在耳蜗细胞的增殖期，miR-96、miR-182和miR-183均持续表达。耳蜗毛细胞分化始于约E14.5。在E15.5 miR-96、miR-182和miR-183表达于整个蜗管，E17.5 miR-96、miR-182和miR-183表达于蜗管的背侧，且在毛细胞中表达较强。新生（P0）时miR-183家族在Corti器中特异性表达于内外毛细胞，而在支持细胞中无表达。

出生后P4时，miR-183 家族在还表达于感觉前体细胞中，而且miR-183 家族在发育成熟的P30耳蜗毛细胞中仍然有表达。在耳蜗发育过程中，miR-183家族的表达呈现出了时空特异性，这表明miR-183家族可能与耳蜗的功能成熟密切相关[4]。

2 miR-183家族在耳蜗毛细胞发育的作用

进一步研究发现miR-183家族可调控耳蜗毛细胞的发育。miR-96突变会导致常染色体显性遗传性耳聋[5,6]。对斑马鱼胚胎的研究发现miR-183家族可调控内耳毛细胞的发育[7]。在胚胎中过表达miR-182可导致毛细胞数量增加；而过表达miR-96诱导毛细胞数量增加的效果不能持续，过表达miR-96后毛细胞数量在受精26小时增加，但随后在受精48小时毛细胞数量反而减少了24%；过表达miR-183不能诱导毛细胞数量增加。抑制miR-183家族三个成员的水平均导致毛细胞数量的减少。抑制miR-96水平同时过表达miR-182，可以使减少的毛细胞数量得到恢复。miR-183家族中只有miR-182能持续诱导斑马鱼胚胎毛细胞数量增加。该研究表明miR-182可能具有促进耳蜗毛细胞再生的潜能。

我们检测了miR-183/96/182在新生大鼠耳蜗前体细胞（cochlear precursor cells, CPC）和神经干细胞（neural stem cells, NSC）分化前后的表达水平，发现miR-183基因簇在具有增殖能力的CPC和NSC中水平较高，而在分化过程中逐渐下降，且NSC中表达水平显著低于CPC，表明miR-183/96/182参与了CPC和NSCs的增殖、分化，且表达具有细胞特异性[8]。进一步研究发现，在新生大鼠CPC中过表达miR-182可降低SOX2水平，并促进其向毛细胞分化[9]。Wang等[10]在体外培养的胚胎小鼠内耳前体细胞中过表达miR-182，发现其可以促进向毛细胞分化，其机制可能调控转录因子Tbx1有关。

Geng等[11]在miR-183/96/182基因突变小鼠模型中，发现miR-183家族对于耳蜗毛细胞纤毛结构的产生及生理功能是必需的。Fan等[12]发现miR-183/96/182基因敲除小鼠中，耳蜗和前庭毛细胞排列紊乱、纤毛发育不良。Zhou等[13]在体外培养小鼠耳蜗Corti器模型中发现，庆大霉素损伤毛细胞，激活Notch1，同时使miR-183/96/182表达降低，而Notch抑制剂DAPT可以促进耳蜗毛细胞分化修复受损的Corti器，同时促进miR-183/96/182的表达增高；DAPT可促进新生小鼠内耳前体细胞向毛细胞分化，而miR-183的siRNA对DAPT的促分化作用起抑制作用。

3 miR-183家族参与耳蜗毛细胞保护的作用和机制

关于miR-183家族在耳蜗毛细胞损伤保护中的作用研究较少，目前集中于噪声及药物性聋。Patel等[14]发现急性噪声损伤1天后，大鼠耳蜗组织中miR-183表达水平降低。张志远等[15]在噪声性聋小鼠模型研究发现，在噪声暴露后1至7天，miR-183/96/182在耳蜗组织中表达水平降低，表明其参与噪声性聋的发生，但具体作用及调控机制不明。

Li等[16]在体外培养小鼠耳蜗Corti器，并用顺铂造成毛细胞的急性药物性损伤，发现miR-182对于顺铂造成的耳蜗毛细胞凋亡具有保护作用，其机制是通过与靶分子FOXO3a（Forkhead box O3）的mRNA结合从而抑制其表达，继而抑制内源性凋亡通路，而同样条件下miR-183和miR-96则无明显的保护效果。

我们在卡那霉素联合呋塞米快速致聋的大鼠模型中，利用显微注射技术在耳蜗组织中过表达miR-182，发现miR-182对药物性聋造成的毛细胞及听力损失具有保护作用[17]。

尽管在药物性聋体外研究中鉴定了miR-182抗凋亡的靶分子FOXO3a[16]，但microRNA可调控多个不同的靶分子，miR-182是否在毛细胞保护中存在其他靶分子，以及凋亡外的其他机制还需进一步研究。在肝纤维化的研究中发现，miR-182能通过靶向结合FOXO1，负向调控FOXO1的表达水平，从而抑制凋亡[18]。血管内皮细胞中，过表达miR-183、miR-96或miR-182均可以降低FOXO1 mRNA和蛋白的表达水平，抑制氧化低密度脂蛋白（ox-LDL）诱导的细胞凋亡[19]。多形性胶质母细胞瘤（Glioblastoma multiforme,GBM）细胞系研究中发现，在放疗敏感的细胞系中过表达miR-96能抑制凋亡，其机制是miR-96过表达使程序性细胞死亡因子（programmed cell death protein 4, PDCD4）表达下调，降低肿瘤细胞的放疗敏感性，进一步研究证实miR-96能与PDCD4 mRNA的3'UTR 结合发挥抑制作用[20]。在肺癌细胞系研究中也发现抑制miR-182导致PDCD4表达增加[21]，miR-182过表达可抑制PDCD4，而这将使细胞产生对顺铂的耐药性。在乳腺癌细胞研究中发现，过表达miR-183可抑制PDCD4，促进细胞增殖并抑制凋亡[22]。

综上所述，miR-183家族能促进耳蜗毛细胞发育，并且对药物性聋造成的听力及毛细胞损伤起到了保护作用，深入研究miR-183家族的作用机制，可能为耳蜗毛细胞保护及再生提供新的思路。

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^*基金项目：陕西省自然科学基础研究计划项目（No:2019JM-009）

通信作者：陈俊， E-mail: edondongcccj@163.com