转录因子c-Maf与Mafb的组合调控塑造听觉神经元突触特性的亚型特异性

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Cell Reports 7.5

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  这篇研究揭示了转录因子c-Maf和Mafb通过冗余与独立作用协同调控外周听觉神经元(SGNs)的亚型分化和突触功能分化。通过小鼠模型和人类病例分析,发现二者以不同组合比例调控突触基因表达程序,影响突触结构与听觉功能,为理解神经元突触异质性提供了新机制。

  

听觉神经元亚型分化的转录密码:c-Maf与Mafb的组合调控机制

引言
听觉系统的精确功能依赖于螺旋神经节神经元(SGNs)的突触异质性。尽管谷氨酸能神经递质身份已明确,但突触特征的亚型特异性调控机制仍不清楚。本研究聚焦于碱性亮氨酸拉链转录因子c-Maf和Mafb,解析二者如何通过组合调控塑造SGNs的突触特性。

c-Maf与Mafb对突触形态和听觉功能的双重影响
通过条件性敲除小鼠模型发现,c-Maf单敲除(cKO)导致突触后密度标志物GluA2斑点体积增大,而Mafb cKO则引起相反表型。双敲除(cDKO)小鼠表现出更严重的突触结构紊乱,包括异常聚集的突触斑块和缺失的突触带,伴随听觉脑干反应(ABR)波形消失。电镜分析证实cDKO突触缺乏清晰的突触后密度结构。

亚型特异性表达模式
单细胞RNA测序(scRNA-seq)和免疫染色显示,Ia亚型SGNs高表达c-Maf,而Ib/Ic亚型富集Mafb。发育早期(P6)的Ntng1
Cre/+
;Ai14/+
小鼠中,tdTomato+
Ib/Ic神经元Mafb表达显著高于c-Maf,证实亚型分化初期即存在转录因子比例差异。

基因表达的协同与拮抗调控
转录组分析揭示:

  1. 冗余作用:425个基因在单敲除中共同变化,涉及突触组成和能量代谢(如钾通道基因Kcnh5
    下调);
  2. 独立作用:c-Maf主要调控Ia亚型基因(如Calb2
    ),而Mafb主导Ic亚型程序;
  3. 反向调控:轴突导向受体Dcc
    在c-Maf cKO中上调却在Mafb cKO中下调,体现二者功能拮抗。

人类病例验证
在一个伊朗近亲家系中,发现首例MAFB
纯合错义突变(p.Lys295Arg),患者表现为中度感音神经性听力损失。该突变位于亮氨酸拉链域,可能干扰二聚化而非DNA结合,与小鼠模型表型相互印证。

讨论与展望
c-Maf和Mafb通过“剂量依赖+组合效应”模式,既确保基础突触形成(冗余功能),又精细调控亚型特异性特征(如Ia亚型的Calb2
梯度)。未来需解析其靶基因网络及与活性依赖信号(如c-Fos)的互作,这将为听力障碍治疗提供新靶点。

(注:全文结论均基于原文实验数据,未添加主观推断)

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