Adv Sci︱华中科技大学孙宇团队揭示GJB2缺陷相关耳聋基因治疗新策略
研究背景：
GJB2基因突变是导致常染色体隐性遗传性耳聋的最常见原因。尽管其发病率较高，但GJB2相关性耳聋的致病机制尚未完全阐明，目前尚无治愈方法。基因治疗被认为是根治遗传性疾病最有希望的策略之一，多种毛细胞耳聋基因突变如OTOF、TMC1等已取得良好的基因治疗效果，然而对GJB2基因突变相关耳聋的治疗效果不佳。在一些Gjb2敲除小鼠模型中，AAV介导的Gjb2基因过表达在内耳中未能改善听力阈值，反而加剧了听力损失并导致毛细胞丢失，可能原因包括病毒载体的异位表达、宿主免疫应答及Gjb2表达时空特性等。因此，探索GJB2基因治疗受限的潜在原因及应对策略是突破GJB2基因治疗困难的关键所在。
文章概述：
近日，华中科技大学同济医学院附属协和医院孙宇团队在Advanced Science杂志发表了题为“Viral-Mediated Connexin 26 Expression Combined with Dexamethasone Rescues Hearing in a Conditional Gjb2 Null Mice Model”的研究成果。该研究确定了AAV2.7m8血清型与gfaABC1D启动子联合可靶向感染内耳支持细胞，发现Gjb2基因替代疗法会导致野生型小鼠感觉毛细胞（HCs）缺陷、过度炎症反应和听力损失，而地塞米松（DEX）可抑制巨噬细胞募集，对HC损伤有保护作用。新型AAV载体与DEX的联合应用在GJB2基因敲除小鼠模型中显示出协同效应，增强了基因治疗效果。该研究为治疗GJB2缺陷相关的遗传性耳聋提供了新策略。
图文导读：
GJB2基因编码的connexin 26（Cx26）主要在哺乳动物耳蜗的支持细胞（SCs）和成纤维细胞中表达，形成细胞间缝隙连接，对细胞间通信至关重要。首先为增强病毒载体在内耳支持细胞中的特异性表达，研究人员联合应用内耳高感染效率的血清型AAV2.7m8与SC源性高活性的启动子gfaABC1D，通过内耳组织体外培养与乳鼠圆窗注射验证其感染效果。与其它常见AAV血清型比较结果显示，AAV2.7m8-gfaABC1D-eGFP载体可在小鼠内耳高效特异性感染SCs，而对毛细胞感染效率低，且未引起小鼠听力阈值变化或HC损失，表明该载体的安全性和应用潜能。
其次，研究人员使用该载体过表达Gjb2探究其在正常小鼠中是否会产生其它不良影响。AAV2.7m8-Gjb2注射到野生型小鼠后，虽能使Cx26在SCs膜上表达，但导致了显著的听力损失和外毛细胞（OHCs）死亡及CD45+免疫细胞的活化。免疫荧光结果显示，AAV2.7m8-Gjb2注射后，内耳中CD45+巨噬细胞的数量显著增加，且形态表现为激活状态，细胞体积增大，提示免疫反应可能是导致OHCs死亡和听力损失的主要原因。为了应对这一问题，研究者们应用地塞米松（DEX）作为免疫调节剂。DEX能够有效抑制AAV2.7m8-Gjb2注射后引发的免疫反应，减少CD45+巨噬细胞的招募和激活，从而保护OHCs，缓解听力损失。
患有GJB2相关性耳聋的人类通常保留了一定数量的听觉毛细胞和神经元，其耳聋状态通常是稳定的。然而，Gjb2在支持细胞中条件性缺失的小鼠模型表现出内耳发育障碍、广泛的毛细胞和神经元缺失，并迅速发展为深度耳聋，这限制了需要完整耳蜗细胞的治疗方法的应用。针对这一难题，研究人员构建了一种条件性Gjb2敲除小鼠模型，其cx26的表达减少且功能受损，但不存在内耳发育障碍，耳蜗毛细胞和神经元能够存活长达两个月，这为在此期间进行表型拯救提供了治疗时间窗。在该条件性Gjb2基因敲除小鼠模型中，与单用AAV2.7m8-Gjb2进行基因过表达相比，AAV2.7m8-Gjb2与DEX联合使用进一步改善了听力，降低了OHCs的损失，且减少了CD45+巨噬细胞的数量和活化程度，表明联合治疗能够更有效地抑制免疫反应，提高基因治疗的效果。这些结果表明，基因治疗与药物治疗的结合为治疗与GJB2基因突变相关的遗传性耳聋提供了一种新的策略，具有潜在的临床应用价值。
该研究获得了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题及湖北省自然科学基金创新群体项目支持。
论文信息：
Viral-Mediated Connexin 26 Expression Combined with Dexamethasone Rescues Hearing in a Conditional Gjb2 Null Mice Model
Xiaohui Wang, Li Zhang, Sen Chen, Le Xie, Yue Qiu, Chenyang Kong, Ge Yin, Weijia Kong*, Yu Sun*
Advanced Science
DOI: 10.1002/advs.202406510
