编辑推荐：
遗传性听力损失成因复杂，SLC12A2 基因与 DFNA78 相关。研究人员构建含 Slc12a2 变异的小鼠模型，发现 Slc12a2Em2/Em2小鼠外显子 21 缺失致听力损失。该模型有助于探究 DFNA78 病理机制。
在奇妙的生命科学领域，听力的奥秘一直吸引着众多科研人员不断探索。遗传性听力损失是一种极为复杂的病症，其成因多种多样。截至目前，已经发现超过 150 个基因与非综合征性听力损失有关。其中，SLC12A2 基因引起了研究人员的特别关注，它与常染色体显性非综合征性听力损失 DFNA78 紧密相连，而且所有已知的致病变异都集中在外显子 21。SLC12A2 基因编码的 Na
+，K
+，2Cl
-共转运蛋白 NKCC1，在调节细胞内渗透压以及耳蜗内淋巴液的产生过程中发挥着关键作用 。然而，虽然临床证据强烈表明 SLC12A2 基因与遗传性非综合征性听力损失密切相关，但由于缺乏携带与患者相同变异的实验动物模型，使得证明该基因与疾病的关联以及深入了解其分子病理机制变得困难重重。此前的研究中，一些与 SLC12A2 相关的小鼠模型，如 Sc12a2 基因敲除小鼠等，由于其表现出的症状与 DFNA78 患者存在差异，被认为不适合作为研究 DFNA78 的模型。在这样的背景下，开展一项新的研究来构建合适的动物模型，从而深入探究 SLC12A2 基因与 DFNA78 之间的关系显得尤为重要。
为了解开这一谜团，来自日本多家研究机构（National Institute of Sensory Organs, NHO Tokyo Medical Center、Kitasato University School of Medicine、Keio University School of Medicine 等）的研究人员展开了深入研究。他们通过构建携带特定 Slc12a2 变异的小鼠模型，对其听力特性、耳蜗形态变化以及外显子 21 剪接的特征进行了详细分析。研究结果表明，构建的 Slc12a2Em2/Em2小鼠出现了外显子 21 完全缺失的情况，并且表现出严重的听力损失，这一现象与 DFNA78 患者的症状极为相似。这一研究成果发表在《Scientific Reports》上，为深入研究 DFNA78 的病理机制提供了重要的动物模型，对于推动遗传性听力损失的研究具有重要意义。
在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，利用 CRISPR/Cas9 系统构建了携带不同 Slc12a2 变异的小鼠模型；然后，通过听觉脑干反应（ABR）测试评估小鼠的听力情况；采用组织病理学分析，包括石蜡切片染色、纳米 CT 扫描等技术观察耳蜗的形态变化；运用转录组分析（RNA-seq）检测基因表达的变化；还进行了免疫组化染色来观察相关蛋白的表达和定位。
研究结果具体如下：
- 小鼠模型的构建与基因型检测：通过 CRISPR/Cas9 系统向 FVB/N 小鼠的 330 个受精卵中引入变异，成功获得了两种携带不同 Slc12a2 变异的小鼠品系，即 Slc12a2Em1和 Slc12a2Em2。对小鼠进行基因型检测发现，Slc12a2Em2/Em2小鼠的 Slc12a2 转录本中完全缺失外显子 21，而定量 RT-PCR 结果显示，虽然转录本组成发生了变化，但 Slc12a2 的整体基因表达水平在 Slc12a2+/+和 Slc12a2Em2/Em2小鼠的耳蜗中并无显著差异。
- Slc12a2Em2/Em2小鼠耳蜗的组织病理学变化：对 Slc12a2Em2/Em2小鼠耳蜗进行组织病理学分析发现，在出生后第 1 天（P1），其耳蜗中膜迷路（scala media，SM）的空间几乎消失，这表明 Slc12a2 基因的外显子 21 编码区域在小鼠开始听力之前对淋巴液的产生至关重要。在 P12 时，虽然 SM 空间可见，但血管纹（stria vascularis，StV）变小且卷曲。到 4 周龄时，StV 在各转区均出现明显变化，尺寸减小、厚度增加，且细胞密度约为 Slc12a2Em2/+小鼠的 2 倍。纳米 CT 图像也证实了 StV 的缩小，并且发现其亚细胞器发生了浓缩。免疫染色结果显示，Slc12a2 信号在 P1 时极弱，4 周龄时在 Slc12a2Em2/Em2小鼠的边缘细胞顶膜出现异常定位，提示蛋白转运异常。
- Slc12a2Em2/Em2小鼠耳蜗的转录组分析：对 Slc12a2Em2/Em2小鼠耳蜗进行 RNA-seq 分析，发现有 142 个基因上调，554 个基因下调。基因本体富集分析表明，上调基因多与细胞黏附相关，其中 Cldn9 基因上调最为显著。qRT-PCR 和免疫染色进一步验证了相关基因的表达变化，同时发现 Cldn9 信号在 Slc12a2Em2/Em2小鼠的 Corti 器中更强，且毛细胞数量可能减少。
- Slc12a2Em1/Em1小鼠的听力及外显子 21 剪接特性：对 Slc12a2Em1/Em1小鼠的研究发现，其听力正常，RT-PCR 检测到两种 PCR 产物，较长产物包含缺失 9 个碱基的不完全外显子 21。推测由此产生的截断蛋白仍能维持正常的离子共转运功能。通过比较不同物种 SLC12A2 基因外显子 21 的序列，发现其在灵长类动物进化过程中存在差异，且这些差异影响了外显子 21 的剪接。
研究结论和讨论部分指出，Slc12a2Em2/Em2小鼠的听力损失和外显子 21 缺失与 DFNA78 患者的症状相似，进一步证明了 SLC12A2 基因外显子 21 编码区域对内耳功能的重要性。听力损失的机制可能与淋巴液产生异常、渗透压失衡以及细胞间屏障破坏等因素有关。虽然研究提出了一些假设，但仍需要进一步研究来证实，如检测淋巴液成分、测量耳蜗内电位等。此外，研究还发现了物种特异性核苷酸序列对 exon 21 剪接的影响，为研究灵长类动物进化提供了有趣的例子。总的来说，该研究构建的 Slc12a2Em2小鼠模型为研究 DFNA78 的病理机制提供了重要工具，后续对其分子和电生理特性的深入研究，将有助于进一步明确 SLC12A2 基因在耳蜗中的作用，为遗传性听力损失的治疗和干预提供新的思路和理论依据。
