Epithelial cell stretching and luminal acidification lead to a retarded development of stria vascularis and deafness in mice lacking pendrin.
Epithelial cell stretching and luminal acidification lead to a retarded development of stria vascularis and deafness in mice lacking pendrin.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0017949
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发表时间：
2011-03-14
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Wangemann P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim HM;Wangemann P
SLC26A4/pendrin 的功能丧失突变是耳聋最常见的原因之一。相应小鼠模型 Slc26a4−/− 中的耳聋和前庭功能障碍与膜迷路的扩大和酸化有关。在这里，我们将 HCO3 - 转运蛋白 pendrin 的表达开始与管腔 pH 值和增大相关的上皮细胞拉伸联系起来。我们通过免疫细胞化学测定表达，通过数字形态测定法测定细胞拉伸，并通过双管离子选择电极测定 pH。 Pendrin 首次在胚胎日 (E) 11.5 时在内淋巴囊中表达，在 E13.5 时在耳蜗钩区中表达，在 E14.5 时在椭圆囊和球囊中表达，在 E16.5 时在壶腹中表达，在 E17.5 时在耳蜗上转中表达。 Slc26a4−/− 小鼠的上皮细胞拉伸从 E14.5 开始。 pH 变化首先发生在 E15.5 的耳蜗中，以及 E17.5 的内淋巴囊中。出生后第 2 天，Slc26a4+/- 和 Slc26a4−/− 小鼠的血管纹、外沟和赖斯纳膜上皮细胞以及椭圆囊和囊状移行细胞被拉伸，而耳蜗、椭圆囊和球囊中的感觉细胞没有差异。 Slc26a4−/− 小鼠中血管纹的结构发育（包括血管化）被延迟。总之，数据表明非感觉上皮细胞的增大和拉伸先于耳蜗和内淋巴囊的管腔酸化。拉伸和管腔酸化可能会改变细胞间的通讯，并导致观察到的血管纹发育迟缓，这可能是 Slc26a4−/− 小鼠耳聋的重要一步，也可能是缺乏功能性 pendrin 表达的人类耳聋的重要一步。
Loss-of-function mutations of SLC26A4/pendrin are among the most prevalent causes of deafness. Deafness and vestibular dysfunction in the corresponding mouse model, Slc26a4−/−, are associated with an enlargement and acidification of the membranous labyrinth. Here we relate the onset of expression of the HCO3 − transporter pendrin to the luminal pH and to enlargement-associated epithelial cell stretching. We determined expression with immunocytochemistry, cell stretching by digital morphometry and pH with double-barreled ion-selective electrodes. Pendrin was first expressed in the endolymphatic sac at embryonic day (E) 11.5, in the cochlear hook-region at E13.5, in the utricle and saccule at E14.5, in ampullae at E16.5, and in the upper turn of the cochlea at E17.5. Epithelial cell stretching in Slc26a4−/− mice began at E14.5. pH changes occurred first in the cochlea at E15.5 and in the endolymphatic sac at E17.5. At postnatal day 2, stria vascularis, outer sulcus and Reissner's membrane epithelial cells, and utricular and saccular transitional cells were stretched, whereas sensory cells in the cochlea, utricle and saccule did not differ between Slc26a4+/− and Slc26a4−/− mice. Structural development of stria vascularis, including vascularization, was retarded in Slc26a4−/− mice. In conclusion, the data demonstrate that the enlargement and stretching of non-sensory epithelial cells precedes luminal acidification in the cochlea and the endolymphatic sac. Stretching and luminal acidification may alter cell-to-cell communication and lead to the observed retarded development of stria vascularis, which may be an important step on the path to deafness in Slc26a4−/− mice, and possibly in humans, lacking functional pendrin expression.
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作者：
Jabba SV;Oelke A;Singh R;Maganti RJ;Fleming S;Wall SM;Everett LA;Green ED;Wangemann P
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Kim HM;Wangemann P
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Wangemann P
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Kim, Sung Huhn;Kim, Kyunghee X.;Marcus, Daniel C.
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10.1007/s10162-002-3052-4
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Royaux, IE;Belyantseva, IA;Green, ED
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10.1152/ajpregu.2000.279.5.r1695
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Couloigner, V;Teixeira, M;Ferrary, E
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Ferrary, E