线粒体钙离子单向转运蛋白(MCU)介导的SQSTM1/p62乙酰化在顺铂耳毒性中的作用机制研究
批准号:
82101226
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
孔利刚
依托单位:
学科分类:
听觉异常与平衡障碍
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
孔利刚
中文摘要
顺铂作为治疗癌症最广泛使用的药物之一,可由于其耳毒性的并发症,造成了部分患者永久性听力丧失。我们前期研究发现,敲除巨噬细胞中线粒体钙离子单向转运蛋白(MCU)可增强其对李斯特菌的杀伤。此外有研究表明,在内耳毛细胞中,线粒体内钙离子过载对毛细胞有损伤作用。我们前期在HEI-OC1细胞系中应用顺铂,并阻断MCU后发现其细胞内自噬水平升高、凋亡水平下降,且自噬关键分子p62的乙酰化水平升高。基于上述研究,本项目首先在动物水平上应用MCU抑制剂,通过检测小鼠ABR、耳蜗毛细胞形态分布及自噬、凋亡因子变化,验证阻断MCU离子通道对顺铂耳毒性的作用机制;然后应用HEI-OC1细胞系行特异性小干扰RNA和慢病毒介导的基因转染技术,沉默MCU的表达,研究MCU在顺铂耳毒性中的详细机制,并明确乙酰化p62分子在其中的具体作用。本研究对于探索顺铂耳毒性治疗的新靶点、研发有效的抗顺铂耳毒性药物有着重要意义。
英文摘要
Cisplatin, as one of the most widely used drugs for the treatment of cancer, may cause permanent hearing loss in some patients due to its ototoxic complications. Our previous studies have found that knocking out the mitochondrial calcium uniporter (MCU) in macrophages can enhance its killing of L.monocytogenes. In addition, studies have shown that in inner ear hair cells, calcium ion overload in mitochondria has a damaging effect on hair cells. We used cisplatin in the HEI-OC1 cell line in the early stage, and after blocking the MCU, we found that the level of intracellular autophagy increased, the level of apoptosis decreased, and the level of acetylation of the key autophagy molecule p62 increased. Based on the above research, this project first applied MCU inhibitors at the animal level to verify the mechanism of blocking the MCU ion channel on the ototoxicity of cisplatin by detecting the changes in mouse ABR, cochlear hair cell morphology, autophagy and apoptosis factors ; Then use the HEI-OC1 cell line to perform specific small interfering RNA and lentivirus-mediated gene transfection technology to silence the expression of MCU, study the detailed mechanism of MCU in cisplatin ototoxicity, and clarify the acetylated p62 molecule in it the specific role. This study is of great significance for exploring new targets for the treatment of cisplatin ototoxicity and developing effective anti-cisplatin ototoxic drugs.
线粒体钙离子单向转运蛋白(MCU)位于线粒体内膜,介导了线粒体对钙离子的吸收。线粒体钙离子通过靶向参与三羧酸循环的关键酶调节线粒体代谢,对细胞功能的发挥有着重要影响。有研究表明,阻断MCU在噪音性耳聋中发挥保护作用,说明MCU在内耳中有重要作用。老年性耳聋又称年龄相关性听力损失(Age-related hearing loss, ARHL),其特点是听觉敏感性逐渐不可逆地下降,伴有听觉感觉细胞和神经元的丧失。探究线粒体MCU在老年性耳聋中发挥的作用,可能会成为老年性耳聋新的治疗途径。. 本课题研究发现在MCU内耳毛细胞特异性敲除小鼠中出现听力从高频开始的渐进性听力下降,这种听力出现早衰的表型和老年性耳聋听力表型相一致,我们进一步探讨敲除MCU在小鼠中诱导听力下降的机制,主要研究毛细胞形态学、听力表型、耳蜗线粒体功能等方面。. 本课题研究发现在内耳毛细胞中敲除MCU会导致线粒体ROS升高,这种表型和老年性小鼠相一致。并且通过能量代谢检测发现MCU敲除后,线粒体复合体IV出现功能障碍,导致线粒体ROS升高,进一步通过Western-Blot验证了内耳敲除MCU会导致复合体IV表达降低。透射电镜显示敲除MCU的内耳毛细胞线粒体出现了明显的异常形态,包括线粒体外膜破裂、空泡化、嵴的减少等。在敲除小鼠耳蜗内和听力传导相关的传入神经纤维及钙离子相关的突触和野生型小鼠无明显差异。. 本课题通过线粒体钙离子通道MCU,研究线粒体钙离子在内耳毛细胞中发挥的作用,结合老年性耳聋渐进性听力下降相关致病机制,为研究老年性耳聋的治疗提供了一个方向。本研究能够为耳科学科的发展贡献力量。它有助于填补现有研究的空白,对钙离子在耳聋中的作用机制进行验证和深化,从而丰富学科知识体系,为学术理论提供新的支撑点。
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