《Journal of Neuroscience Methods》：An Orthotopic Vestibular Schwannoma Mouse Model to Study Tumor-Host Interactions and Mechanism of Sensorineural Hearing Loss
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本研究针对前庭神经鞘瘤(VS)所致感音神经性听力损失(SNHL)机制不清、缺乏精准动物模型的问题，通过开发一种新的耳科显微外科技术（岩骨切除术伴外半规管开窗术），成功在听神经管内建立了能够精确模拟人类VS原位生长的正位小鼠模型。研究利用该模型发现，肿瘤通过激活HMGB1/MMP-9轴并破坏血-迷路屏障(BLB)，从而导致听力进行性下降，为揭示VS相关性SNHL的分子机制及未来靶向治疗提供了关键平台。
前庭神经鞘瘤(Vestibular Schwannoma, VS)，又称听神经瘤，是颅内最常见的良性肿瘤之一，其最常见的症状是感音神经性听力损失(Sensorineural Hearing Loss, SNHL)。然而，一个令人困惑的临床现象是：患者的听力下降程度并不总是与肿瘤的大小成正比。这暗示着，除了肿瘤对听神经的物理压迫外，还有其他复杂的生物学过程在背后作祟。科学家们推测，肿瘤微环境中产生的促炎细胞因子以及随之而来的炎症反应，可能扮演了关键角色，其中血-迷路屏障(Blood-Labyrinth Barrier, BLB)的破坏被认为是连接肿瘤生物学行为和耳蜗功能障碍的重要桥梁。然而，深入研究这一机制面临巨大挑战：直接在人体耳蜗进行研究几乎不可能，而现有的动物模型要么耗时长达近一年，要么无法精确模拟肿瘤在原位（听神经管内）的生长和听力自然下降的过程。因此，开发一种能够真实再现人类VS疾病进程的动物模型，成为了解开听力丧失之谜、寻找有效治疗靶点的迫切需求。
针对这一难题，发表在《Journal of Neuroscience Methods》上的这项研究取得了重要突破。研究团队成功构建了一种全新的、解剖学上高度精确的正位前庭神经鞘瘤小鼠模型，该模型不仅实现了肿瘤在听神经管(Internal Auditory Canal, IAC)内的原位生长，更重要的是，它完整保留了耳蜗结构，使得研究人员能够首次在活体动物中纵向观察并研究VS进展过程中听力逐步丧失的机制。
为了开展这项研究，作者主要应用了以下几项关键技术方法：首先，他们开发了两种显微外科手术入路——耳蜗切除术和岩骨切除术伴外半规管开窗术，用于将小鼠Nf2-/-雪旺细胞或患者来源的原代VS细胞精确植入小鼠的听神经管内。其次，利用生物发光成像和高场强（9.4 T）磁共振成像(MRI)来无创、动态监测肿瘤的生长情况。第三，通过听觉脑干反应(Auditory Brainstem Response, ABR)和行为学测试（共济失调评分、头部倾斜观察）来客观评估动物的听力和前庭功能变化。第四，对肿瘤、脑干和耳蜗组织进行免疫荧光染色，以分析炎症、基质重塑和紧密连接标记物的表达。最后，他们还将来自人类患者的VS组织片段移植到小鼠体内，构建了患者来源的异种移植瘤(Patient-Derived Xenograft, PDX)模型，用于验证临床相关性。
研究结果如下：
3.1. 直接耳蜗切除术入路可实现听神经管内肿瘤发生
研究人员首先通过耳蜗切除术将肿瘤细胞植入听神经管底部。结果显示，所有植入肿瘤细胞的小鼠均在听神经管内形成了肿瘤，并延伸至桥小脑角(Cerebellopontine Angle, CPA)，成功模拟了人类VS的影像学（MRI显示）和组织学特征（S100免疫染色阳性）。肿瘤小鼠表现出进行性的前庭功能障碍和生存率下降。
3.2. 岩骨切除术入路可在保留听力的前提下实现听神经管内肿瘤发生
为了能够研究听力损失机制，团队开发了保留耳蜗的岩骨切除术伴外半规管开窗术。该入路成功实现了100%的肿瘤移植率，并且术后小鼠的听力在初期得以保留，为后续纵向研究肿瘤生长导致的进行性听力下降创造了条件。
3.3. 岩骨切除术模型重现了人类疾病特征
利用岩骨切除术模型，研究人员发现，随着肿瘤生长，小鼠出现了进行性的听觉阈值升高（尤其在12-16 kHz），以及小脑性共济失调和头部倾斜等前庭症状。同时，肿瘤在MRI上表现出类似人类囊性VS的宏观囊性变性。这些结果表明，该模型成功复制了人类VS的听觉、前庭功能和影像学特征。
3.4. 巨噬细胞/小胶质细胞活化
免疫荧光定量分析显示，与对侧相比，肿瘤内部及邻近脑干区域有大量Iba1阳性的巨噬细胞/小胶质细胞浸润。在耳蜗外侧壁，肿瘤同侧的巨噬细胞也呈现出激活形态，表明肿瘤诱导的炎症反应沿着整个听觉通路延伸。
3.5. MMP-9/HMGB1表达与血-迷路屏障破坏
这是本研究的核心发现。基质金属蛋白酶-9(Matrix Metalloprotease-9, MMP-9)和高迁移率族蛋白B1(High Mobility Group Box 1, HMGB1)在肿瘤、同侧耳蜗螺旋神经节、血管纹和螺旋韧带中显著过表达。与此同时，作为血-迷路屏障关键组分的紧密连接蛋白ZO-1和黏附连接蛋白VE-钙黏蛋白(VE-Cadherin)的表达出现下调且定位紊乱，血管纹中的血管出现扩张。这些发现共同表明，VS通过上调HMGB1/MMP-9轴，驱动了耳蜗血-迷路屏障的破坏。此外，成功构建的患者来源异种移植瘤(PDX)也再现了类似的MMP-9和HMGB1高表达模式，验证了模型的临床相关性。
3.6. 人类VS中血-迷路屏障破坏的临床验证
对临床患者数据的分析进一步支持了上述发现。在VS患者中，肿瘤同侧耳蜗和前庭在磁共振T2-FLAIR序列上的信号强度显著升高，且该信号强度与更差的听力（更高的纯音听阈和更低的词语识别率）显著相关。同时，听力较差患者的肿瘤组织中HMGB1表达也更高，这为肿瘤炎症微环境与血-迷路屏障破坏及听力损失之间的关联提供了临床证据。
结论与讨论：本研究成功建立了一种能够精确模拟听神经管内前庭神经鞘瘤生长和进行性感音神经性听力损失的动物模型。该模型克服了以往模型耗时长或解剖位置不准确的局限，为研究VS相关的听力损失机制提供了一个强大的平台。通过这一模型，研究揭示了VS诱导的听力损失与肿瘤微环境中的炎症反应密切相关。具体而言，肿瘤及其引发的炎症反应激活了HMGB1/MMP-9信号轴，进而破坏了维持耳蜗内环境稳定的血-迷路屏障，导致听力功能进行性下降。这一发现得到了临床数据的支持，即VS患者的耳蜗MRI信号改变与听力损伤程度相关。
这项研究的重要意义在于，它首次在解剖学精确的动物模型中系统性地阐明了VS导致SNHL的一种潜在核心机制——通过炎症介质破坏血-迷路屏障，而不仅仅是神经压迫。这为理解临床上肿瘤大小与听力损失程度不匹配的现象提供了新的视角。更重要的是，该研究鉴定出的HMGB1/MMP-9轴为未来开发保护听力或延缓听力下降的靶向疗法（例如，使用MMP抑制剂或HMGB1拮抗剂）提供了新的理论依据和临床前研究工具。论文最后也讨论了模型的局限性，如手术创伤的潜在影响、使用免疫缺陷小鼠等，并提出了未来研究方向，包括进行血-迷路屏障通透性测定、探索针对HMGB1/MMP-9轴的治疗干预等，以进一步推动该领域向临床转化迈进。
