The Reduction in Microtubule Arrays Caused by the Dysplasia of the Non-Centrosomal Microtubule-Organizing Center Leads to a Malformed Organ of Corti in the Cx26-Null Mouse

doi:10.3390/biomedicines10061364

.2022年6月9日；10(6):1364.

doi:10.3390/生物医学10061364。

非着丝粒微管组织中心发育不良引起的微管阵列减少导致Cx26-Null小鼠皮层器官畸形

岳丘¹, 徐凯（Kai Xu）^1 2, 乐雪¹, 陈森（Sen Chen）¹, 于孙¹

附属公司

采购管理信息： 35740388
预防性维修识别码： PMC9219875型
内政部： 10.3390/生物医学10061364

非着丝粒微管组织中心发育不良引起的微管阵列减少导致Cx26-Null小鼠皮层器官畸形

岳丘等。生物医学. 2022.

.2022年6月9日；10(6):1364.

doi:10.3390/生物医学10061364。

作者

岳秋¹, 徐凯（Kai Xu）^1 2, 乐雪¹, 陈森（Sen Chen）¹, 于孙¹

附属公司

¹华中科技大学同济医学院耳鼻咽喉科研究所，武汉430022。
²南昌大学耳鼻喉科，南昌330006，中国。

采购管理信息： 35740388
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内政部： 10.3390/生物医学10061364

摘要

中的突变GJB2型基因约占所有非综合征遗传性耳聋病例的20-50%。在不同的Cx26-null小鼠模型中观察到Corti（OC）器官的畸形，这主要是由柱细胞（PC）的发育停滞引起的。然而，Cx26缺失导致PC发育异常的机制尚不清楚。在本研究中，在Cx26-null小鼠中观察了出生后不同天PCs的超微结构。耳蜗Cx26基因敲除导致远离中心体而非靠近中心体的非中心体微管组织中心（MTOCs）畸形组装。此外，异常非中心体MTOC发射的微管阵列显著减少。此外，我们发现Cx26-null组幼年PC中钙调蛋白调节的光谱相关蛋白2（camap2）的蛋白表达降低，camap2是一种与非中心体MT组织相关的微管负端靶向蛋白。我们的结果表明，耳蜗PC中非中心体MTOCs的畸形可能导致Cx26-null小鼠相应的MTs无法捕获和锚定，从而导致OC畸形。此外，这种异常的发育过程可能与发育早期Cx26缺失导致的camap2表达减少有关。

关键词：Cx26；GJB2；凸轮2；非中心体MTOCs；支柱单元。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图1
显示非中心体MTOCs和MT阵列在PC中的排列的示意图。表面小体（SSS）组装在PC的MTOCs处，并将MT末端连接到细胞表面。MTOC：微管组织中心，SSS：表面小体，MT：微管，IHC：内毛细胞，OHC：外毛细胞，IPC：内柱细胞，OPC：外柱细胞，P：内指骨细胞，DC：Deiters细胞。

图2
Cx26-null小鼠PC细胞器降解受损和PC肥大。(A类–D类)耳蜗中弯TEM横截面显示P10处IPCs和OPCs的超微结构；(E类,F类)P10时，对照组和Cx26-null组（每组3只小鼠中的9个IPC和9个OPC）中间转弯处Mt和GA变化的量化。GA的数量：在IPCs中为2.2±0.3（对照组）vs.7.2±0.8（Cx26 null），在OPCs中为0.9±0.4（对照组）vs.6.0±1.3（Cx26 null）。Mt:21.1±1.5（对照组）对IPCs中的30.6±3.3（Cx26 null），3.7±0.4（对照组）对OPCs中的13.6±1.2（Cx26 null）。(**G公司**–J型)从耳蜗中弯获得的TEM横截面显示P18处IPC和OPC的超微结构。(**K（K）**,**L（左）**)P18时，对照组和Cx26-null组（每组3只小鼠中的9个IPC和9个OPC）中间转弯处Mt和GA变化的量化。GA的数量：在IPC中为0.8±0.4（控制）vs.6.3±0.8（Cx26空），在OPC中为1.3±0.6（控制）对1.6±0.5（Cx26-空）。Mt的数量：在IPC中为4.6±1.1（对照）对15.1±1.5（Cx26空），在OPC中为4.2±1.1（控制）对4.9±0.5（Cx25空）。顶部的小图像（比例尺：约10μm）显示了这些水平截面的评估水平。在Cx26-null组中观察到PC的肥大细胞体（黄色虚线）(D类,**H（H）**,J型). 数据用SEM表示为平均值*第页< 0.05, **第页< 0.01, ****第页<0.0001，ns：无显著差异，TEM：透射电镜，P：出生后，IPC：内柱细胞，OPC：外柱细胞，Mt：线粒体，GA：高尔基体，ER：内质网。棒材：约1μm。

图3
在Cx26-null组中，定位于远离中心体的非中心体MTOCs的减少MT阵列。(A类–D类)乙酰化α-管蛋白在P10的免疫荧光染色。耳蜗尖转的三维重建显示了Corti器官的局部位置。(A类,C类)宽度：70.64μm，高度：70.63μm，深度：35.00μm。(B类,D类)宽度：70.64μm，高度：70.66μm，深度：21.00μm。白色箭头表示MT阵列锚定在远离中心体的非中心体MTOC上。(E类)P10时对照组和Cx26-null组（每组3只小鼠的18个IPC和18个OPC）IPC和OPC中乙酰化α-管蛋白免疫标记的定量。示意图（顶部）显示了PC的评估水平。乙酰化α-管蛋白的相对荧光强度：IPCs中1.00±0.09（对照）vs.0.50±0.07（Cx26 null），OPCs数据中1.00？.04（对照）对0.49？.07（Cx26 null）用SEM表示为平均值****第页< 0.0001; (F类–我)从耳蜗中弯获得的TEM横截面显示了P18处IPC和OPC中的MT阵列。示意图（左）显示了这些横截面的评估水平（右）。在Cx26-null组中观察到杂乱和缺失的MT（黄色虚线）(**H（H）**,我). P：出生后，TEM：透射电镜，MT：微管，IHC：内毛细胞，OHC：外毛细胞，IPC：内柱细胞，OPC：外柱细胞，DC：Deiters细胞。棒材：约1μm。

图4
MTs的正常组织，定位于中心体附近的非中心体MTOCs。(A类,B类)P10时耳蜗顶端乙酰化α-微管蛋白的免疫荧光染色。(C类)P10时对照组和Cx26-null组（每组3只小鼠的18个IPC和18个OPC）IPC和OPC中乙酰化α-管蛋白免疫标记的定量。评估的水平显示在图A、B中。乙酰化α-管蛋白的相对荧光强度：IPCs中1.00±0.03（对照）vs.1.03±0.06（Cx26 null），OPCs数据中1.00？.04（对照）对0.95±0.05（Cx26null）用SEM表示为平均值，ns：无显著差异。(D类–**G公司**)从P18耳蜗中弯处获得的耳蜗横切面。示意图（中间）显示评估的(D类–**G公司**). P：出生后，TEM：透射电镜，MT：微管，IHC：内毛细胞，OHC：外毛细胞，IPC：内柱细胞，OPC：外柱细胞。棒材：约10μm(A类,B类)，约1μm(D类–**G公司**).

图5
Cx26缺失小鼠PC非中心体MTOC的超微结构变化。(A类–**H（H）**)P18处PC的TEM纵断面。评估位置显示在示意图（顶部）中。远离中心体的非中心体MTOC的SSS用黄色虚线表示。在Cx26-null组中观察到SSS的松散纤维网（断裂的黄色线条，E类–**H（H）**). IPC中内侧SSS缺乏纤维材料，用白色箭头表示。Cx26-null组中缺少由白色箭头突出显示的密集SSS簇。基底SSS的吞噬作用由一颗白星表示。(我,J型)TEM纵切面显示P18中心体附近非中心体MTOCs的超微结构。（I1、I2、J1、J2）位置1和2的放大(我,J型)分别显示指骨非中心体MTOCs的超微结构；（I3，J3）位置3的放大(我,J型)分别显示了IPCs中顶端非中心体MTOCs的超微结构。中心粒用黑色箭头表示。SSS：表面小体，P：出生后，TEM：透射电镜，IHC：内毛细胞，OHC：外毛细胞，IPC：内柱细胞，OPC：外柱细胞，BM：基底膜。棒材：约1μm(A类–**H（H）**)，约5μm(我,J型)，约500 nm（I1，I2，J1，J2），约1μm（I3，J3）。

图6
未发现非中心体MT成核和凤尾鱼相关蛋白的mRNA表达水平发生变化。(A类–我)P6耳蜗基底膜中GM130、Cdk5rap2、AKAP450、Camsap1、Camsap2、Camsap3、Mtcl1、Clasp1和Clasp2的mRNA表达水平。对照组和Cx26-null组（每组6只小鼠，第页> 0.05).

图7
Cx26-null组PC中camap2蛋白表达水平降低。(A类,B类)P6耳蜗顶部camap2的免疫荧光染色。(C类,D类)P14尖耳蜗camap2的免疫荧光染色。(E类)P6时对照组和Cx26无效组的IPCs和OPCs（每组3只小鼠的18个IPCs和18个OPCs）中camsap2免疫标记的定量。评估的等级显示在绘图中(A类,B类). 凸轮2的相对荧光强度：在IPC中为1.00±0.10（对照）vs.0.46±0.06（Cx26 null），在OPCs数据中为1.000±0.13（对照）对0.32±0.06****第页< 0.0001. (F类)P14时对照组和Cx26-null组（每组5~6只小鼠的30~36个IPC和30~36只OPC）IPC和OPC中camap2的免疫标记定量。评估的等级显示在绘图中(C类,D类). 凸轮2的相对荧光强度：IPCs中为1.00±0.08（对照）vs.0.77±0.08；P：出生后，IHC：内毛细胞，OHC：外毛细胞，IPC：内柱细胞，OPC：外柱细胞。棒材：约10μm(A类–D类).

图8
显示PC中正常和异常MT释放和捕获路径的示意图（以IPC为例）。MT成核发生在中心体。MT的负端被释放、成功捕获并锚定在中心体附近的非中心体MTOC，但未能捕获并锚定位在远离中心体的非中心体MTOC。MTOC：微管组织中心，MT：微管，IPC：内柱细胞。

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