上海
社会人口老龄化加速，老年性耳聋所带来的公共卫生负担显著上升。其病因具有多因素性，但其与血-迷路屏障关系是否相关尚不明确。
近日，陆军军医大学白杨、李玉红共同通讯在Aging Cell发表题为IGF-1/SLC25A33 Maintains Blood-Labyrinth Barrier Integrity by SuppressingTGF-β/Smad2-MediatedPericyteActivation in Age-Related Hearing Loss的研究论文，揭示了一条新的IGF-1/SLC25A33–TGF-β/Smad2轴，能够通过抑制周细胞活性，维持血-迷路屏障。
近年来，胰岛素样生长因子1（IGF-1）被认为是调控听觉功能的关键因素，其主要表达于螺旋神经节神经元和血管纹。既往关于IGF-1的研究多聚焦于神经保护和兴奋性毒性等方面，而在血管纹中通过周细胞介导的血-迷路屏障（BLB）调控仍然有限。
为探究IGF-1与血-迷路屏障的关系，研究团队首先对青年鼠和老年鼠血管纹周细胞进行转录组学分析，发现老年鼠周细胞中IGF-1和SLC25A33均显著下调，在疾病富集分析中，老年性耳聋被鉴定为最显著富集疾病之一；通路富集显示TGF-β信号通路时是老年鼠最为显著的通路之一。鉴于耳蜗需要高能量需求，而SLC25A33是一种线粒体核苷酸载体，属于IGF-1/IGF-1R的响应性蛋白，研究团队由此提出推测：随着年龄增长，IGF-1下调，抑制血管纹周细胞SLC25A33的表达。而SLC25A33缺失可能导致线粒体活性氧（mtROS）大量累积，激活TGF-β/Smad2信号通路，进而驱动周细胞向肌成纤维细胞样表型转化。这种周细胞活化会损坏血-迷路屏障，破坏内耳屏障稳态，最终发展为老年性耳聋。
为了进一步解析IGF-1和SLC25A33在血管纹周细胞的如何互相作用的，研究团队对小鼠耳蜗组织切片进行免疫荧光染色，在血管纹（呈带状结构）存在IGF-1和SLC25A33共表达，并且二者在老年鼠均呈现年龄依赖性显著下调。尽管在血管纹内皮细胞及其他耳蜗细胞类型也能检测到，但IGF-1和SLC25A33的年龄依赖性变化在周细胞中更为明显，研究团队进一步利用新生小鼠原代周细胞培养体系在体外进一步证实上述发现。使用IGF-1抑制剂可显著降低SLC25A33表达，重组IGF-1蛋白则增加SLC25A33表达，从而确认IGF-1与SLC25A33之间直接调控关系。
鉴于SLC25A33可以维持线粒体功能，那么抑制SLC25A33表达是否会抑制周细胞分化破坏屏障完整性？团队在HBVP细胞株稳转构建SLC25A33敲低组及过表达组，采用MitoSOXRed探针检测mtROS发现，与对照组和过表达组相比，敲低组mtROS表达升高。在mRNA水平分析显示，敲低组中α-SMA表达显著上调，E-cadherin表达显著下调，这提示屏障发生损坏。qPCR和Western blot进一步分析，在敲低组中P-smad2表达显著上调，TGF-β表达升高，说明TGF-β/Smad2通路受到激活。进一步撒使用TGF-β受体抑制剂处理敲低组细胞，P-smad2和α-SMA表达水平降低，显著上调E-cadherin。上述结果说明SLC25A33的缺失会激活TGF-β信号通路，进而促进周细胞的活化。
研究团队为在体内验证上述发现，通过圆窗膜微注射IGF-1及其抑制剂递送至老年鼠，结果显示外原性补充IGF-1显著上调血管纹SLC25A33表达。同时，团队借助AAV载体调控SLC25A33基因表达，通过圆窗膜注射递送AAV后，SLC25A33干扰组α-SMA表达水平上调，E-cadherin表达下调，TGF-β、p-Smad2与体外结果一致，在过表达组表达显著增加，干扰组则降低。此外对SLC25A33干扰组老年鼠使用TGF-β受体抑制剂，检测出血管纹中的Claudin5和Occludin升高。这一结果提示IGF-1-SLC25A33在体内调控TGF‑β/Smad2通路介导周细胞活化，而使用TGF-β受体抑制剂能够缓解血-迷路屏障的破坏。
上述分子机制结果提示IGF-1/SLC25A33通过TGF-β/Smad2驱动周细胞活化，但对BLB超微结构及听觉功能的直接影响仍需进一步验证。为此，研究团队对老年鼠使用IGF-1抑制剂，借助透射电镜观察到周细胞形态异常、与内皮细胞连接松散、紧密连接增宽。听性脑干反应（ABR）加重了老年鼠听力损失；相比之下外源使用IGF-1则维持周细胞和内皮细胞相互作用并恢复紧密连接，ABR表明恢复听觉功能。这些结果揭示，IGF-1缺乏会破坏BLB并损害听觉功能，外源性IGF-1则可挽救两者。
综上所述该研究新发现的IGF-1/SLC25A33-TGF-β/Smad2轴是调控老年性耳聋关键分子机制，确定SLC25A33作为潜在生物标志物和治疗靶点，为延缓耳蜗老化提供了新方向。本研究重点关注SLC25A33，但IGF-1可能还有还调控其他与线粒体功能及细胞保护相关的基因，这些基因也可能助于维持血-迷路屏障。
原文链接：https://doi.org/10.1111/acel.70712
制版人：十一
学术合作组织
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