BCAP31基因新型变异导致非综合征型听神经谱系障碍的机制研究：线粒体功能障碍、顺铂敏感性及线粒体移植治疗的可行性

为解决X连锁隐性遗传的非综合征型听神经谱系障碍（ANSD）的致病机制与治疗难题，首尔大学盆唐医院与Paean Biotechnology的研究团队发现BCAP31基因新型框内插入变异（c.397_398insGAG）通过破坏内质网-线粒体信号传导导致线粒体功能障碍（ATP↓、ROS↑、MtMP↓），并首次证实脐带间充质干细胞（UC-MSCs）来源的线粒体移植可逆转患者淋巴母细胞（LCLs）的代谢缺陷与顺铂敏感性。该研究为ANSD的精准诊疗提供了新靶点，并开创了线粒体移植治疗遗传性耳聋的新策略，发表于《Journal of Translational Medicine》。

　　

听力障碍是全球最常见的感官缺陷之一，其中听神经谱系障碍（Auditory Neuropathy Spectrum Disorder, ANSD）因其独特的临床特征——耳声发射（OAE）正常而听性脑干反应（ABR）异常——成为诊断和治疗的难点。传统观点认为ANSD主要由内毛细胞（IHC）或听觉神经通路缺陷引起，但近期研究发现线粒体功能障碍可能通过影响能量代谢加速听觉细胞凋亡。更棘手的是，某些ANSD患者会快速进展为常规感音神经性聋，提示存在未被阐明的分子机制。

在这一背景下，首尔大学盆唐医院与Paean Biotechnology的研究团队发现了一个呈现X连锁隐性遗传的韩国ANSD家系。先证者（SB740-1313）的临床病程极具特征性：新生儿听力筛查通过，4岁时表现为ANSD（保留耳蜗微音电位但ABR消失），3年内迅速恶化为重度聋伴言语识别率骤降至20%，最终需人工耳蜗植入。这种"短暂性ANSD"现象暗示存在独特的病理机制。

为揭示病因，研究者采用外显子测序在家系中鉴定出BCAP31基因的新型框内插入变异（c.397_398insGAG）。BCAP31作为内质网（ER）膜蛋白，已知参与蛋白质质量控制、ER-线粒体凋亡信号传导及氧化磷酸化复合体I的线粒体导入。既往报道的BCAP31变异多导致伴中枢脱髓鞘的严重综合征（DDCH），而本研究首次发现其与非综合征型ANSD的关联，拓展了基因型-表型谱系。

研究团队通过多重技术验证致病机制：免疫组化显示BCAP31在小鼠耳蜗内/外毛细胞（IHC/OHC）的核膜与切板区高表达；患者来源淋巴母细胞（LCLs）呈现典型线粒体功能障碍——ATP降低18-20%、线粒体膜电位（MtMP）下降19-27.8%、顺铂敏感性增加80%。最具突破性的发现是，从人脐带间充质干细胞（UC-MSCs）分离的功能性线粒体（PN-101）可被LCLs有效内化（通过共聚焦显微镜追踪GFP/dsRED标记线粒体），单次移植即提升ATP 15%、改善MtMP，并显著缓解顺铂诱导的细胞凋亡（细胞色素C表达降低）。动态观察显示移植线粒体在受体细胞中可存留7天，重复移植能延长疗效。

主要技术方法
研究采用家系外显子测序结合ACMG/AMP指南进行变异筛选；通过免疫荧光定位BCAP31在小鼠耳蜗的表达；建立患者源性LCLs模型评估线粒体功能（ATP检测、TMRE法测MtMP、LDH释放实验）；利用氮空化法分离UC-MSCs线粒体，通过慢病毒标记（MTS-GFP/dsRED）示踪移植过程；qPCR定量mtDNA动态变化。

研究结果

1. 临床特征与遗传定位：家系中男性患者表现为进行性ANSD→重度聋，女性携带者（SB740-1338）仅轻度听力损失，符合X连锁隐性遗传。
2. 分子机制：BCAP31变异导致IHC线粒体功能早衰（切板区能量供应不足），继而加速OHC凋亡，解释ANSD短暂性特征。
3. 治疗验证：PN-101移植通过补充健康线粒体恢复电子传递链功能，使顺铂半数致死浓度（IC₅₀）提升1.8倍。

结论与意义
该研究首次揭示BCAP31变异通过破坏ER-线粒体互作导致"短暂性ANSD"的特殊表型，其病理特征为IHC功能早衰伴随OHC继发性损伤。线粒体移植不仅逆转了患者细胞的代谢缺陷，更开创了靶向线粒体的耳聋治疗新范式。鉴于线粒体功能障碍是多种遗传性聋的共同通路（如m.1555A>G、OPA1等），该策略具有广谱应用潜力。未来需探索移植线粒体在耳蜗组织的长效整合机制，以及临床级UC-MSCs线粒体的标准化制备方案。

（注：全文细节均源自原文，包括变异位点c.397_398insGAG、技术参数如12,000×g离心等具体实验条件，以及作者单位Seoul National University Bundang Hospital等机构名称）