Nav1.6在听觉皮层兴奋-抑制失衡中的细胞特异性重组及其对耳鸣的治疗潜力

《Brain Research Bulletin》:Cell-Type-Specific Reorganization of VGSCs in Auditory Cortex and Therapeutic Potential of Nav1.6 Blockade for Tinnitus

【字体: 时间:2026年01月16日 来源:Brain Research Bulletin 3.7

编辑推荐:

  本研究针对耳鸣发病机制中听觉皮层兴奋-抑制失衡的关键问题,系统研究了水杨酸诱导的急慢性耳鸣模型中电压门控钠通道亚型(Nav1.1、Nav1.2、Nav1.3、Nav1.6)在初级听觉皮层(A1)的表达谱变化。研究发现Nav1.6在谷氨酸能神经元中的特异性上调是中枢增益增强的核心机制,而选择性Nav1.6抑制剂NBI-921352能有效逆转耳鸣样行为,为耳鸣的靶向治疗提供了新策略。

  
耳鸣是一种在缺乏外部声源时主观感知声音的神经生理疾病,全球约10-15%的人口受其困扰。尽管其患病率较高,但耳鸣的确切发病机制尚未完全阐明。目前普遍认为,听觉通路中的兴奋-抑制失衡导致的神经元过度兴奋是耳鸣的核心病理特征。水杨酸(阿司匹林活性代谢物)因其能够可靠地诱导人类和动物模型的耳鸣而被广泛用于研究耳鸣机制。
电压门控钠通道(VGSCs)是动作电位产生和传导的关键分子,在调节神经元兴奋性中发挥核心作用。其中,Nav1.6亚型作为中枢神经系统中最丰富的VGSC亚型之一,因其能够维持高频放电而被视为神经元超兴奋性的关键驱动因子。然而,VGSC不同亚型在耳鸣相关的听觉皮层兴奋-抑制失衡中的具体作用模式尚不清楚。
为了回答这一问题,研究人员开展了一项系统研究,探讨了水杨酸诱导的急性和慢性耳鸣模型中,四种脑型VGSC亚型(Nav1.1、Nav1.2、Nav1.3、Nav1.6)在A1皮层的表达变化规律及其细胞特异性分布特征。该研究论文发表在《Brain Research Bulletin》杂志上。
研究人员主要采用了免疫组织化学染色、定量PCR、免疫荧光双标技术分析VGSC亚型在A1皮层的表达和分布;通过听觉脑干反应(ABR)记录评估听觉功能和中枢增益变化;利用间隙前脉冲抑制(GPIAS)行为学范式评估耳鸣样行为;使用Nav1.6基因敲除小鼠和选择性抑制剂NBI-921352进行功能验证。实验动物为Sprague-Dawley大鼠和C57BL/6J小鼠(包括Scn8a杂合敲除小鼠),样本来源于商业公司。
3.1. 水杨酸给药后A1皮层GABA能神经元中Nav1.1和Nav1.2的下调
研究结果显示,急性和慢性水杨酸给药均显著改变了A1皮层VGSC亚型的表达。免疫组化和qPCR分析发现,Nav1.1和Nav1.2蛋白表达在急性给药后4小时和8小时显著增加,24小时后恢复基线;慢性给药也引起类似上调,并在停药后恢复正常。然而,免疫荧光共定位分析揭示了细胞类型特异性的变化:慢性水杨酸处理显著降低了Nav1.1与GAD67阳性GABA能神经元的共定位率(尤其在II/III和V层),而Nav1.2与GAD67的共定位在急性和慢性水杨酸处理后均显著降低。这些结果表明,水杨酸特异性地下调了抑制性神经元中的Nav1.1和Nav1.2表达。
3.2. 水杨酸给药后A1皮层谷氨酸能神经元中Nav1.6和Nav1.3的上调
与此相反,Nav1.3和Nav1.6的表达则表现出不同的变化模式。慢性水杨酸处理显著上调了Nav1.3蛋白表达,且这种上调主要发生在VGLUT2阳性谷氨酸能神经元中。Nav1.6的变化最为显著:急性给药后2、4、8小时,其mRNA和蛋白水平在所有皮质层均显著升高;慢性给药也上调了Nav1.6表达,主要集中于II/III和V层。免疫荧光分析证实,Nav1.6的上调主要定位于VGLUT2阳性谷氨酸能神经元。这种在抑制性神经元中VGSC下调、在兴奋性神经元中VGSC上调的“双向调控”模式,共同加剧了A1皮层的兴奋-抑制失衡。
3.3. Nav1.6敲除小鼠在水杨酸给药后表现出减弱的中枢增益增强
为了验证Nav1.6的功能重要性,研究者在Nav1.6杂合敲除(Het)小鼠中评估了水杨酸诱导的中枢增益变化。ABR记录显示,与野生型(Wt)小鼠相比,Het小鼠在水杨酸给药后并未出现显著的P2/P1和P4/P1波幅比值的增加。这表明Nav1.6基因缺失能够消除水杨酸诱导的中枢增益增强,进一步支持Nav1.6在耳鸣病理中的关键作用。
3.4. NBI-921352减轻水杨酸诱导的耳鸣样行为的电生理生物标志物
药理实验表明,选择性Nav1.6抑制剂NBI-921352能够有效逆转水杨酸的效应。在急性实验中,NBI-921352部分逆转了水杨酸引起的P2/P1和P4/P1波幅比值的增加。在慢性模型中,NBI-921352治疗同样恢复了受损的间隙检测功能(GPIAS值),表明其能够缓解耳鸣样行为。值得注意的是,NBI-921352治疗并未显著改变水杨酸引起的耳蜗阈值变化,提示其作用靶点可能主要位于中枢神经系统。
3.5. NBI-921352减轻急性和慢性水杨酸给药诱导的小鼠耳鸣样行为
行为学评估进一步证实了NBI-921352的治疗潜力。在急性和慢性水杨酸给药模型中,NBI-921352均能显著改善GPIAS比值,表明其有效减轻了耳鸣样行为。前脉冲抑制(PPI)值在各组间无差异,排除了一般听觉处理障碍的干扰。
3.6. NBI-921352的全身安全性评估:脑、肝、肾的组织形态学和血清生化
安全性评估显示,NBI-921352治疗未引起肝、肾、脑组织的显著病理改变,相关血清生化指标也在正常范围内,表明该药物在实验剂量和疗程下具有良好的全身安全性。
研究结论与讨论部分强调,该研究首次系统地揭示了水杨酸诱导的耳鸣模型中,VGSC亚型在A1皮层神经元中的细胞特异性重组规律。特别重要的是,研究发现Nav1.6在谷氨酸能神经元中的上调是中枢增益增强和耳鸣样行为的关键机制。选择性抑制Nav1.6能够有效逆转这些异常变化,而不影响基础听觉功能。
这项研究的意义在于,它不仅深化了对耳鸣中枢机制的理解,更重要的是鉴定出了Nav1.6作为一个有前景的耳鸣治疗靶点。与广谱钠通道阻滞剂不同,Nav1.6选择性抑制剂可能更精确地调节耳鸣相关的超兴奋性,同时减少对正常听觉功能和中枢神经系统活动的潜在影响。研究结果为进一步开发针对特定VGSC亚型的耳鸣靶向治疗策略提供了重要的实验依据。未来研究需要在噪声诱发和老年性耳鸣等其他模型中验证Nav1.6抑制的治疗潜力,并深入探讨调控VGSC表达的上游信号通路。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号