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.2023年12月22日；8（24）：e172665。
doi:10.1172/jci.insight.172665。

TMTC4是一种毛细胞特异性人类耳聋基因

姜丽 1 2, Byung Yoon Choi先生 三, 亚斯敏·埃尔塔维尔 4, 努拉·伊斯梅尔·穆罕默德 4, 野赛公园 4, 伊恩·马修斯 4, 金熙涵 三 5, Bong Jik Kim先生 5, 埃利奥特·谢尔 1 2, 迪伦·K·陈 4
附属公司

TMTC4是一种毛细胞特异性人类耳聋基因

姜丽等。 JCI洞察力. .

摘要

跨膜四肽重复序列4（Tmtc4）是小鼠的一种耳聋基因。由于未折叠蛋白反应（UPR）过度激活，Tmtc4-KO小鼠出生后听力迅速恶化；然而，迄今为止尚未认识到Tmtc4相关耳蜗听力损失的细胞基础和人类相关性。我们创建了一个毛细胞特异性条件KO小鼠，该小鼠对先天性耳聋的构成性KO进行了表型复制，证明Tmtc4是毛细胞特异的耳聋基因。此外，我们确定了一个人类家族，其中Tmtc4变异体与成人期进展性听力损失分离。来自多个受影响和未受影响的家族成员的淋巴母细胞，以及用于容纳每个变体的人类胚胎肾细胞，证明人类Tmtc4变体使UPR对凋亡具有超敏性。这些发现提供了证据，证明TMTC4是人类的耳聋基因，并进一步暗示UPR与进行性听力损失有关。

关键词：细胞应激；遗传病；小鼠模型；耳科学。

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数字

图1
图1。弗洛伊德Tmtc4号机组转基因小鼠（Tmtc4飞行/飞行).
(A类)LoxP序列插入Tmtc4号机组外显子3并经Sanger测序证实。(B类)Tmtc4号机组Rosa26CreER/Tmtc4在大脑和耳蜗中的表达显著降低飞行/飞行小鼠与Cre的比较–/Tmtc4号机组飞行/飞行老鼠***P（P）< 0.001, ****P（P）通过单因素方差分析，<0.0001。
图2
图2。Tmtc4在Myo15Cre/Tmtc4中的表达飞行/飞行老鼠。
(A类)Myo15Cre/TdTomato报告显示，Myo15Cre驱动的TdTomata仅在毛细胞中表达（P5耳蜗外植体）。(B类)P5耳蜗移植物用抗Myo7a抗体（红色）染色以标记毛细胞，并用RNAScope检测Tmtc4 RNA（绿色）。他们还用DAPI染色以识别细胞核（蓝色）。Myo15Cre/Tmtc4型佛罗里达州/+小鼠（顶部）在毛细胞（与Myo7a共定位）和毛细胞外表现出Tmtc4表达。在Myo15Cre/Tmtc4中飞行/飞行cKO小鼠（底部），Tmtc4在毛细胞中特异性缺失。显示了每个条件下的3个实验的代表性图像。
图3
图3。Tmtc4-cKO小鼠的听觉功能。
(A类和B类)澳大利亚广播公司(A类)和DPOAE(B类)成年（>P30）cKO小鼠的阈值升高，其中Tmtc4受到毛细胞特异性Myo15Cre启动子（Myo15Cr）驱动的Cre的重组+/Tmtc4号机组飞行/飞行)，与Cre相比–窝友控制（Myo15Cre–/Tmtc4号机组飞行/飞行). (C类)在Myo15Cre/Tmtc4中可以看到听力损失的进展飞行/飞行cKO小鼠从听力开始（P15）到P28。(D类)成人ABR阈值（>P30）Prox1CreER+/Tmtc4号机组飞行/飞行与Cre相比，Tmtc4在支持细胞中被特异性敲除的小鼠没有升高–控件（Prox1CreER–/Tmtc4号机组飞行/飞行). *P（P）< 0.05; **P（P）<0.001，双尾未配对学生t吨基因型之间的测试。
图4
图4。Myo15Cre/Tmtc4-cKO小鼠的毛细胞丢失。
(A类)在所示基因型的P30和P45 Myo15Cre/Tmtc4-cKO小鼠的顶部、中部和底部转弯处，对Myo7a进行全量IHC标记毛细胞。比例尺：50μm。(B类)Myo15Cre/Tmtc4-cKO小鼠的毛细胞丢失。从P45 Myo15Cre对耳蜗顶部、中部和基底部的内毛细胞和外毛细胞（IHC，左；OHC，右）进行计数–(n个=4）和Cre+/Tmtc4号机组飞行/飞行(n个＝4）小鼠*P（P）< 0.05; **P（P）<0.001，双尾未配对学生t吨基因型之间的测试。
图5
图5。人的识别TMTC4公司变体。
外显子组测序数据的变体(n个=92080）进行了过滤步骤。在每个筛选步骤后，候选变异体缩小为8个候选变异种：4个基因中的2个变异体(TMTC4公司,ATAD3A公司,MCM3AP公司,MDGA1公司). 在Sanger测序确认和分离研究后TMTC4公司仍然是潜在的致因变体。
图6
图6。人类听力损失中的TMTC4变体。
TMTC4可能是非综合征渐进性感音神经性聋的原因。(A类)符合常染色体隐性遗传模式的三代家系。黑色：听力损失；白色：听力正常；十字架：已故。TMTC4的c.547和c.575基因座的基因分型表明，788和595名患者的复合杂合罕见变体c.547 G>A和c.575C>T与听力损失（红色致病性变体）共分离。(B类)788和595名患者的声像图显示2 kHz的噪声诱发缺口和以高频为主的感音神经性听力损失。(C类)从4个人类家族成员中建立了淋巴母细胞系。用qPCR测定CHOP和S-XBP1（分别对抗UPR的促凋亡效应器和促稳态效应器）的mRNA水平，并计算反映UPR促凋亡平衡的CHOP/S-XBP1比率。n个=每种情况下4。进行了单因素方差分析（ANOVA）和Tukey的多重比较试验，并与789名患者进行了配对比较（作为正常听力对照）。基线检查时（左），只有595名患者CHOP/S-XBP1比值显著升高。在用1mM thapsigargin（TG）治疗6小时后，来自2名听力损失患者（788和595）的细胞的CHOP/S-XBP1比率显著升高**P（P）< 0.001. (D类)4名患者的CHOP/S-XBP1比率与听力水平相关（双侧纯音平均值为0.5-8 kHz）。基线CHOP/S-XBP1比值（黑线）的相关性不显著，但对thapsigargin诱导水平的相关性具有统计学意义（红线；线性回归R（右）2= 0.94,P（P）< 0.05). (E类)HEK细胞产生时携带纯合E183K或纯合A192V突变，CHOP和S-XBP1 mRNA水平如C类E183K和A192K突变细胞在基线检查时CHOP/S-XBP1比率升高（左）。与WT细胞相比，用1μm TG（右）诱导UPR后，E183K细胞的CHOP/S-XBP1比率较高，而A192V细胞的CHOP/S-XBP比率较低。n个=每种情况下4*P（P）< 0.01; **P（P）<0.001，双尾未配对学生t吨相对于WT的测试。
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