Nature Aging丨付小龙/柴人杰/高建刚合作发现调控耳蜗毛细胞衰老的关键RNA代谢调控因子

摘要：年龄相关性听力损失（Age-related hearing loss，ARHL）是全球老年人群面临的第三大健康问题，其严重程度仅次于心血管疾病和关节炎。据统计，60岁以上人群中超过25%存在不同程度的听力障碍，且这一比例随年龄增长呈指数级上升。ARHL不仅导致

年龄相关性听力损失（Age-related hearing loss，ARHL）是全球老年人群面临的第三大健康问题，其严重程度仅次于心血管疾病和关节炎。据统计，60岁以上人群中超过25%存在不同程度的听力障碍，且这一比例随年龄增长呈指数级上升。ARHL不仅导致沟通障碍，还与认知衰退、社交孤立及痴呆风险增加密切相关。近年来，RNA代谢异常被证实与衰老及多种退行性疾病相关。然而，作为RNA代谢的关键调控者，RNA结合蛋白HuR在ARHL中的作用机制尚不明确。

5月20日，山东第一医科大学付小龙教授、东南大学柴人杰教授与山东大学高建刚教授研究团队在 Nature Aging 在线发表题为

mRNA metabolism regulator Human antigen R (HuR) regulates age-related hearing loss in aged mice的研究论文，并被选为当期精选论文。该研究首次揭示了RNA结合蛋白HuR在衰老进程中通过特异性结合并稳定Gnai3mRNA维持毛细胞静纤毛稳态的分子机制，为开发基于RNA代谢调控的ARHL干预策略提供了全新治疗靶点和理论依据。

首先，团队利用先前与中科院动物所刘光慧教授团队合作构建的衰老小鼠耳蜗高通量单细胞转录组图谱（Sun et al., Protein & Cell 2023），发现经典RNA结合蛋白HuR在耳蜗毛细胞、螺旋神经节神经元及血管纹细胞中的表达水平均随着年龄增长呈现上升趋势。进一步通过免疫荧光进行亚细胞定位分析，观察到在老年小鼠和非人灵长类动物食蟹猴耳蜗毛细胞中，HuR被特异性地从细胞核转运至细胞质。这一动态变化提示，HuR与年龄相关的动态表达可能与ARHL的病理进程密切相关。

为明确HuR在ARHL中的功能特异性，研究团队利用腺相关病毒（AAV）在快速衰老模型SAMP8小鼠耳蜗中实现HuR的过表达。结果表明，耳蜗细胞中 HuR 表达的增强显著延缓了老年SAMP8小鼠毛细胞的衰老进程，并降低了其听力损失程度。为进一步研究HuR的功能，团队分别构建了在毛细胞（Atoh1- HuR -/- ）或整个耳蜗中敲除HuR（Pax2- HuR -/- ）的条件性敲除小鼠模型。研究发现，Atoh1- HuR -/- 和Pax2- HuR -/- 小鼠均表现出相似的听力损失表型，包括渐进性听力损失、毛细胞丢失加速、机械电转导（MET）通道受损以及静纤毛结构紊乱和严重退化。这些数据表明，HuR在维持毛细胞稳态中发挥关键作用，其表达水平直接影响ARHL的进程。

为阐明HuR在毛细胞中的作用机制，研究团队利用RNA免疫共沉淀测序（RIP-seq）筛选出与HuR结合的靶mRNA分子，其中G蛋白α亚基抑制因子3（ Gnai3 ）因参与细胞骨架调控而备受关注。为验证HuR与 Gnai3 mRNA之间是否存在直接相互作用，团队通过RNA pull-down实验，利用预测的靶标片段成功下拉了HuR蛋白。通过荧光素酶报告系统研究发现，在携带全长 Gnai3 3'UTR的HuR过表达样本中，报告基因mRNA的半衰期增加，而结合位点突变则完全消除了HuR的稳定效应。

进一步研究发现，在 HuR 缺失小鼠毛细胞静纤毛中，GNAI3表达显著下调。研究团队利用AAV介导的 Gnai3 过表达部分挽救了Atoh1- HuR -/- 小鼠和Pax2- HuR -/- 小鼠的听力损失及毛细胞的丢失。这一发现揭示了HuR- Gnai3 轴在ARHL中的核心调控作用。

综上所述，本研究首次揭示了HuR在年龄相关性耳聋中的关键作用，并阐明其通过稳定Gnai3mRNA维持毛细胞功能的分子机制。这一发现不仅为ARHL的病理机制提供了全新视角，也为开发靶向RNA代谢的耳聋治疗策略奠定了理论基础。随着基因编辑与递送技术的进步，HuR有望成为逆转听力衰老的重要靶点，为数亿老年患者带来福音。