课题基金 / 基金详情

听觉毛细胞带状突触上钙信号的精准调控机制

批准号:
81770999
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
李耕林
依托单位:
学科分类:
听觉异常与平衡障碍
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪雪玲、韩琨、高云鸽、刘辉辉、谭皓月、卢嘉文、朱丽烨

项目摘要

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项目成果

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中文摘要
在包括声音定位和频率辨别的多数听觉感受中,听觉传入纤维上动作电位的发放必须具备高达微秒级的超高时间精度。因为这些动作电位都是听觉毛细胞以突触囊泡释放的方式激活听觉传入纤维而发放的,这就要求听觉毛细胞上的突触囊泡释放能够被精确控制。与中枢神经系统里的神经元相类似,听觉毛细胞上的突触囊泡释放也是由胞内钙信号所触发的,但这些钙信号的精准调控机制一直以来都不清楚。这其中的主要原因就在于前人的研究结果都是在听觉系统发育不完全的幼年动物上完成的。在本研究课题里,我们将在成年牛蛙的听觉器官里精确测量听觉毛细胞上钙通道的生物物理特性,钙通道与突触囊泡之间的平均耦合距离,以及胞内钙离子移除的速率。通过比较在不同特征频率的听觉毛细胞上得到的这些研究结果,我们能够深入了解听觉毛细胞内的钙信号是如何能够在一个声音周期里高效、快速地变化,从而能为听觉信息提供足够高的时间精度。
英文摘要
In normal hearing, e.g. localizing sounds or discriminating frequencies, auditory afferent fibers must fire action potentials with extraordinary temporal precision, up to 10 ns. Given that all these action potentials are triggered by synaptic vesicle releases from auditory hair cells, exocytosis from auditory hair cells must be precisely controlled. Like exocytosis from neurons in the central nervous system, synaptic vesicle releases from auditory hair cells are also triggered by intracellular Ca2+ signals, but the molecular and cellular mechanisms underlying these Ca2+ signals are largely unknown. This is because previous studies were all conducted in immature hearing organs from young animals. In this research project, we will use the amphibian papilla from adult bullfrogs and examine the Ca2+ channel properties, the coupling distance between Ca2+ channels and synaptic vesicles, and the removal of intracellular Ca2+ ions. By comparing results from auditory hair cells at different characteristic frequencies, we will be able to gain insights into the rapid rise and decay of Ca2+ signals within a single acoustic cycle, which are critically required for auditory afferent fibers to fire action potentials with enough temporal precision that is necessary for normal auditory perception.
耳蜗里的听觉信号向大脑传递依赖于其内毛细胞上的带状突触。在这些带状突触上,内毛细胞按照听觉信号的波形精准释放突触囊泡从而激活螺旋神经节细胞使其以超高的时间精度发放动作电位、编码听觉信号。本项目围绕听觉毛细胞带状突触的功能特性,结合内毛细胞发育和不同病理条件下内毛细胞带状突触的功能性变化,深入揭示了听觉毛细胞带状突触囊泡释放的钙调节机制。其一,我们在培养的耳蜗基底膜上系统地研究了内毛细胞带状突触囊泡释放的生物物理特性和钙调控机制。其二,我们在新鲜耳蜗基底膜上研究了发育中内毛细胞带状突触囊泡释放的功能性变化。其三,我们比较了野生型和线粒体功能障碍Tg-mtTFB1小鼠耳蜗内毛细胞带状突触的功能特性。在项目执行期内,我们按计划有序开展各项研究内容,基本实现了研究目标。这些研究结果加深了我们对听觉毛细胞带状突触功能和机制的了解,并为遗传性和获得性听力损伤的预防和治疗提供了新的努力方向。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Effect of Sodium Salicylate on Calcium Currents and Exocytosis in Cochlear Inner Hair Cells: Implications for Tinnitus Generation
水杨酸钠对耳蜗内毛细胞钙电流和胞吐作用的影响:对耳鸣产生的影响
DOI: 10.1007/s12264-021-00747-z
发表时间: 2021-07-07
期刊: NEUROSCIENCE BULLETIN
影响因子: 5.6
作者: [Fan, Ting, Xiang, Meng-Ya, Li, Jian]
通讯作者: Li, Jian
Down-regulation of AMPK signaling pathway rescues nearing loss in TFB1 transgenic mice and delays age-related hearing loss
AMPK信号通路的下调可挽救濒临丧失的TFB1转基因小鼠并延缓与年龄相关的听力损失
DOI: 10.18632/aging.102977
发表时间: 2020-04-15
期刊: AGING-US
影响因子: 5.2
作者: [Zhao, Jingjing, Li, Gen, Song, Lei]
通讯作者: Song, Lei
Generation of mature and functional hair cells by co-expression of Gfi1, Pou4f3, and Atoh1 in the postnatal mouse cochlea
通过在出生后小鼠耳蜗中共表达 Gfi1、Pou4f3 和 Atoh1 生成成熟且有功能的毛细胞
DOI: 10.1016/j.celrep.2021.109016
发表时间: 2021-04-20
期刊: CELL REPORTS
影响因子: 8.8
作者: [Chen, Yan, Gu, Yuyan, Li, Huawei]
通讯作者: Li, Huawei
Myosin VI参与听觉发生及其突变致聋的生理病理机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    李耕林
  • 依托单位:
国内基金
海外基金