Fkbp5 与 MAPK 信号通路在小鼠耳蜗柯蒂氏器中的神秘关联：开启听力研究新视野

为探究 Fkbp5 在急性感音神经性听力损失（ASNHL）中的作用，研究人员对 Fkbp5-/-小鼠研究，发现 Fkbp5 可能与 MAPK 信号通路相互作用，为听力研究提供新方向。

　　在日常生活中，听力就像我们感知世界的一扇窗户，让我们能聆听美妙的音乐、亲人的话语。然而，急性感音神经性听力损失（ASNHL）却成了这扇窗户上的 “污渍”，给患者带来诸多困扰。在日本，每年每 10 万人中就有约 60.9 人患上特发性突发性感音神经性听力损失（ISSNHL），约三分之二的患者会留下终身听力损失的后遗症，严重影响生活质量。目前针对这类听力损失的治疗手段有限，这让科研人员决心深入探索其中的奥秘。

来自日本冈山大学医学、牙医学和药学研究生院耳鼻咽喉头颈外科等机构的研究人员，开展了一项关于 Fkbp5 在 ASNHL 发病过程中作用的研究。他们发现，一种名为 Fkbp5 的糖皮质激素调节分子，可能在小鼠耳蜗柯蒂氏器（听觉感受器的重要组成部分）中与丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路相互作用。这一发现意义重大，为深入理解听力损失的发病机制以及开发新的治疗方法提供了新的方向。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

为开展这项研究，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是动物实验，选用 Fkbp5^tm1Duds/J/J 基因敲除小鼠和野生型小鼠，对其进行声学过度暴露（AO）处理；二是听力功能测试，通过听觉脑干反应（ABR）评估小鼠听力水平；三是 RNA 测序及生物信息学分析，对小鼠柯蒂氏器组织进行 RNA 提取、测序，随后进行差异表达基因（DEGs）分析、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析等。

研究结果如下：

• AO 和 ABR 听力功能测试：在 AO 处理前，Fkbp5^-/-小鼠相比野生型小鼠，在低频（8kHz）和点击刺激下存在明显听力损失。AO 处理后，野生型小鼠和 Fkbp5^-/-小鼠在 24 小时和 14 天均出现显著的噪声诱导性听力损失，但此时两者听力水平差异不明显。这表明 Fkbp5 可能在正常听力中发挥重要作用，而 AO 造成的影响掩盖了 Fkbp5^-/-小鼠和野生型小鼠之间的听力差异1。
• 柯蒂氏器中 DEGs 的鉴定：研究人员通过 edgeR 软件进行差异表达分析发现，与野生型小鼠 AO 处理前相比，野生型小鼠 AO 处理 12 小时后，有 1426 个基因表达发生变化；Fkbp5^-/-小鼠 AO 处理前，有 3839 个基因表达与野生型小鼠 AO 处理前不同；Fkbp5^-/-小鼠 AO 处理 12 小时后，与野生型小鼠 AO 处理 12 小时后相比，有 2651 个基因表达出现差异2。
• DEGs 的生物信息学分析：
  • 野生型小鼠 AO 处理前后比较：KEGG 通路分析显示，AO 处理后野生型小鼠的免疫反应相关通路显著调节，其中 TNF 信号通路变化最为显著，同时类固醇生物合成也与免疫反应相关联，MAPK、NF-κB、p53、PI3K-Akt 等细胞内信号通路也受到显著调节。在 TNF 信号通路中，主要的 MAPK 信号分子 p38 和 Jun 上调3。
  • Fkbp5^-/-小鼠与野生型小鼠 AO 处理前比较：MAPK 信号通路是 Fkbp5^-/-小鼠中失调最显著的 KEGG 通路之一，此外还有多种细胞内信号通路和突触传递相关通路失调，所有经典 MAPK 通路在 Fkbp5^-/-小鼠中均出现失调，Jun 和 p38 上调4。
  • Fkbp5^-/-小鼠与野生型小鼠 AO 处理后比较：Fkbp5^-/-小鼠在 AO 处理后，Wnt、催产素、Hippo 等多条细胞内信号通路以及逆行内源性大麻素信号、谷氨酸能突触等突触传递相关通路失调，MAPK 信号通路也存在失调，且该通路中的主要促炎细胞因子 TNF 和 IL1B 下调5。
  
  
• Fkbp5 在毛细胞（HCs）中的表达分析：通过对 SHIELD 数据库数据的分析发现，Fkbp5 在 HCs 中的表达水平可能高于其他耳蜗细胞，且在外毛细胞（OHCs）和内毛细胞（IHCs）中的表达水平相似6。

研究结论和讨论部分指出，Fkbp5^-/-小鼠在低频听力上表现出明显损失，这暗示 Fkbp5 对听力有着重要意义。在野生型小鼠中，AO 处理 12 小时后，免疫反应是柯蒂氏器中主要激活的分子功能，TNF 炎症细胞因子信号通路显著调节，MAPK 信号通路是细胞内变化最显著的信号通路，且 MAPK 信号通路可能在 TNF 信号通路的上下游级联反应中发挥作用。而在 Fkbp5^-/-小鼠中，无论是在 AO 处理前还是处理后，与野生型小鼠相比，其三条主要的 MAPK 通路均存在失调。这表明 Fkbp5 作为一种糖皮质激素调节分子，很可能与 MAPK 信号通路在小鼠耳蜗柯蒂氏器中相互作用。此外，Fkbp5 基因敲除还导致了与突触神经传递相关基因的失调，且这种影响在雌性小鼠中更为明显，这可能解释了 Fkbp5 对神经功能的性别依赖性影响。不过，该研究也存在一定局限性，如在差异基因表达分析中未进行 FDR 校正，可能导致个别 DEGs 出现假阳性结果，且基因敲除小鼠和对照小鼠的遗传背景差异可能会引入潜在干扰。未来研究可通过 qRT-PCR 或 Western blotting 等方法对关键 DEGs 进行验证，以进一步明确 Fkbp5 与 MAPK 信号通路之间的关系，为听力损失的治疗提供更坚实的理论基础。