Gadd45a敲除通过抑制CXCL家族蛋白表达减轻顺铂诱导的听力损失

背景：顺铂是一种广泛使用的化疗药物，但其临床应用受到严重的耳毒性副作用的限制，包括听力损失、耳鸣和眩晕。炎症现被认为是顺铂诱导听力损失的重要促成因素，但其上游调节因子在很大程度上仍未明确。本研究旨在通过CRISPR-Cas9筛选鉴定顺铂耳毒性的新型调节因子，并确定生长停滞和DNA损伤诱导α（GADD45A）在耳蜗炎症和听力损失中的作用。方法：为了鉴定顺铂耳毒性的上游调节因子，首先在OC1细胞中进行了基于CRISPR-Cas9的功能缺失筛选。在确定Gadd45a为候选基因后，使用细胞活力测定、流式细胞术和TUNEL染色评估其对顺铂诱导细胞毒性的影响。随后进行了整合转录组和蛋白质组分析，以阐明下游分子机制。最后，通过将siRNA递送到后半规管以及在Gadd45a条件性敲除（cKO）小鼠中，在体内验证了Gadd45a抑制的保护作用。结果：Gadd45a敲除显著抑制了OC1细胞系中顺铂诱导的细胞死亡，同时增强了自噬信号。转录组分析显示，Gadd45a缺失后C-X-C基序趋化因子配体（CXCL）家族细胞因子的表达显著下调，这进一步得到了培养上清液蛋白质组分析的支持。机制上，Gadd45a敲除特异性抑制了核因子κB亚基1（NF-κB1），而非RELA原癌基因、NF-κB亚基（RELA）。免疫荧光染色表明，Gadd45a敲除抑制了NF-κB1蛋白的核转位，后续研究表明NF-κB1蛋白通过溶酶体途径降解。在体内，将si-Gadd45a注射到半规管以及敲除Gadd45a均有效减轻了顺铂诱导的耳毒性。结论：本研究确定GADD45A是顺铂耳毒性的关键调节因子，并将凋亡与自噬之间的平衡与NF-κB1-CXCL介导的炎症联系起来。靶向抑制GADD45A信号可能代表一种有前景的治疗策略，以防止接受顺铂化疗患者的听力损失。