Nat Aging | HuR:老年性听力损失的关键调控蛋白及其潜在治疗靶点

23小时前 MedSci原创 MedSci原创 发表于上海

本研究揭示了HuR在ARHL中的重要作用,表明HuR通过调节Gnai3 mRNA的稳定性来维持毛细胞立体纤毛的结构和功能,进而影响听力。

随着年龄增长,听力下降成为许多老年人面临的普遍问题,这种现象被称为老年性听力损失(Age-related hearing loss, ARHL)。ARHL是一种复杂的、渐进性的感觉神经性听力障碍,主要表现为高频听力下降,严重影响老年人的生活质量。然而,ARHL的发病机制尚未完全明确,目前的研究主要集中在毛细胞(Hair cells, HCs)的退化、血管功能障碍和听觉神经退化等方面。近年来,研究发现RNA代谢的调控在多种衰老相关疾病中扮演重要角色,但在ARHL中的作用仍处于探索阶段。

近日,国际权威期刊Nature Aging上在线发表了题为“mRNA metabolism regulator human antigen R (HuR) regulates age-related hearing loss in aged mice”的最新研究成果,该研究通过单细胞转录组学分析,揭示了人类抗原R(HuR)在小鼠耳蜗中的表达随年龄增长而增加,并且HuR在毛细胞中的核质转运与ARHL的发生密切相关。研究发现,HuR的过表达能够显著缓解老年小鼠的听力损失,而HuR的缺失则会导致毛细胞的退化和听力功能的提前丧失。进一步的机制研究显示,HuR能够通过结合并稳定Gnai3 mRNA来维持毛细胞立体纤毛的结构。这些发现表明,HuR是ARHL的一个潜在治疗靶点,通过调节HuR的功能,可能为预防和治疗ARHL提供新的策略。

研究人员首先通过单细胞转录组学分析,绘制了小鼠耳蜗在五个时间点(1、2、5、12和15个月)的基因表达图谱,发现HuR的表达水平随年龄增长而显著上升。进一步的免疫荧光实验显示,HuR在年轻小鼠(1个月大)的毛细胞中主要定位于细胞核,而在老年小鼠(12个月大)的毛细胞中,HuR不仅存在于细胞核,还大量转移到细胞质中。这种核质转运现象在非人灵长类动物中也得到了验证,表明HuR的这种动态变化在不同物种中具有保守性。

为了探究HuR在ARHL中的作用,研究人员利用SAMP8小鼠模型,这是一种表现出快速衰老和听力下降的小鼠品系。实验发现,SAMP8小鼠在2个月大时就开始出现听力下降,到5个月大时几乎完全失聪。通过在SAMP8小鼠耳蜗中过表达HuR,研究人员发现这种处理能够显著改善老年小鼠的听力损失,而使用HuR转运抑制剂SRI-42127则会加速听力下降。这些结果表明,HuR的核质转运对维持听力功能至关重要。

研究人员进一步通过基因敲除技术,分别在毛细胞特异性(Atoh1-HuR−/−)和耳蜗特异性(Pax2-HuR−/−)小鼠中敲除HuR基因。结果显示,HuR缺失的小鼠在出生后45天(P45)时就开始出现高频听力下降,到60天(P60)时听力损失进一步加剧,到90天(P90)时几乎完全失聪。组织学分析发现,HuR缺失导致毛细胞的立体纤毛退化,最终引起毛细胞的丢失。这些结果表明,HuR对于维持毛细胞的结构和功能至关重要。

研究人员通过RNA免疫沉淀测序(RIP-seq)分析发现,HuR能够结合多种mRNA,其中包括Gnai3 mRNA。Gnai3是一种G蛋白,对于维持毛细胞立体纤毛的结构和功能至关重要。实验进一步证实,HuR能够通过结合Gnai3 mRNA来增强其稳定性,从而维持立体纤毛的完整性。在HuR缺失的小鼠中,Gnai3的表达显著下降,而通过腺相关病毒(AAV)介导的Gnai3过表达能够部分恢复HuR缺失小鼠的听力功能。

本研究揭示了HuR在ARHL中的重要作用,表明HuR通过调节Gnai3 mRNA的稳定性来维持毛细胞立体纤毛的结构和功能,进而影响听力。这些发现不仅增进了我们对ARHL发病机制的理解,还为开发针对ARHL的治疗策略提供了新的靶点。未来的研究可以进一步探索HuR在其他听力相关疾病中的作用,并开发基于HuR的基因治疗或小分子药物,以预防和治疗ARHL。

图 耳蜗中 HuR 表达的动力学

原始出处:

mRNA metabolism regulator human antigen R (HuR) regulates age-related hearing loss in aged mice. Nat Aging. 2025 May;5(5):848-867. doi: 10.1038/s43587-025-00860-y. Epub 2025 May 20. PMID: 40394214.

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