多巴胺受體調(diào)節(jié)聽覺功能及調(diào)控耳鳴機制的研究進展

覃江圓 陳慧英 韋廷佳 林曉宇 劉金蘭 葉文華 韋芳玉 蘇紀(jì)平

廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（南寧530021）

耳鳴分為主觀耳鳴和客觀耳鳴?？陀^耳鳴較少見，通常來源于體內(nèi)的生物活動并傳導(dǎo)到耳部，如中耳、咽鼓管或軟腭的血液湍流產(chǎn)生的聲音，脈搏聲以及傳遞到耳朵的肌肉收縮聲[1]。主觀耳鳴指缺乏相應(yīng)聲源的耳鳴，為平常所指的耳鳴，也是本綜述所指的耳鳴，與許多因素有關(guān)，如中耳炎、聽覺通路腫瘤、年齡相關(guān)、耳毒性藥物、感覺神經(jīng)性耳聾、噪聲暴露、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、頭部外傷或顳骨骨折，以及高血壓、糖尿病、心理障礙等其他系統(tǒng)疾病[2]，這些因素導(dǎo)致的耳鳴通常伴有聽力損失。耳鳴在人群中的患病率高達21%，其中約1%～3%伴嚴(yán)重的心理問題，可導(dǎo)致抑郁、焦慮甚至自殺[3]。目前，我們對耳鳴發(fā)病機制仍然知之甚少，缺乏有效的治療方法[4]。

多巴胺是兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)，是腦內(nèi)重要的神經(jīng)遞質(zhì)之一，參與情感、認(rèn)知、記憶、運動和內(nèi)分泌等生理活動的調(diào)節(jié)。多巴胺分泌減少以及多巴胺受體(dopamine receptors,DR)功能改變與帕金森氏病、精神分裂癥、抑郁癥、躁郁癥等疾病有關(guān)[5]。慢性耳鳴患者中，抑郁、焦慮等情緒障礙的發(fā)生率顯著高于正常人群[6]。減輕耳鳴患者的抑郁、焦慮等情緒障礙是耳鳴治療的方向之一[7]。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，負責(zé)感知耳鳴的大腦結(jié)構(gòu)和多巴胺能通路所在的大腦結(jié)構(gòu)多有重疊，包括：顳區(qū)域、前額葉區(qū)域、顳頂相關(guān)區(qū)域、杏仁核、海馬以及邊緣系統(tǒng)，說明多巴胺能通路與耳鳴發(fā)病機制密切相關(guān)[8]。因此，對聽覺系統(tǒng)中的多巴胺受體進行深入研究有望為耳鳴治療提供新的靶點。本文將重點綜述DR對聽覺功能的影響以及DR與耳鳴的關(guān)系，以尋找耳鳴機制研究的新方向。

1 DR在內(nèi)耳的表達

DR屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族[9]，包含D1-D5共5個亞型，根據(jù)是否激活腺苷環(huán)化酶(adenylatecyclase,AC)分為 D1家族(dopamine D1-like receptors，DR1)和 D2 家族(dopamine D2-like receptors,DR2)。DR1包括D1、D5亞型，激活后與G蛋白的Gαs/olf亞單位偶聯(lián)，活化AC以產(chǎn)生第二信使環(huán)磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)，從而激活下游信號通路；DR2包括D2-D4亞型，激活后與Gαi/o亞單位偶聯(lián)，抑制AC活性，從而降低cAMP，產(chǎn)生信號級聯(lián)反應(yīng)[5]。

在人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)，DR的相對密度是D1>D2>D3>D5>D4[10]。在內(nèi)耳，DR也有表達。利用免疫組化在產(chǎn)后10-13天的小鼠耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元(spiral ganglion neurons,SGNs)和外毛細胞中檢出D1、D2和D5受體，D4僅在SGNs發(fā)現(xiàn)，各亞型在內(nèi)毛細胞中均未檢出[11]。也有研究發(fā)現(xiàn)D1受體定位于內(nèi)毛細胞底部，并緊密定位于內(nèi)毛細胞的突觸前區(qū)域[12]。在成熟小鼠耳蝸檢測到除D3以外的各亞型的mRNA[11]。在成年大鼠SGNs，5個亞型均有表達，D1、D5的表達高于另外幾個亞型[13]。

2 DR對聽覺功能的調(diào)節(jié)

2.1 DR1對聽覺功能的調(diào)節(jié)

2.1.1 DR1對中樞聽覺功能的調(diào)節(jié)

采用基因敲除技術(shù)將小鼠的D1受體敲除，小鼠所有頻率的聽覺腦干反應(yīng)（auditory brainstem response,ABR）閾值提高5dB-20dB。D5受體敲除后，小鼠的ABR仍然正常，但表現(xiàn)出更高的噪聲易感性[11]。

2.1.2 DR1對外周聽覺功能的調(diào)節(jié)

研究表明，DR1激活劑SKF38393使豚鼠復(fù)合動作電位(compound action potential,CAP)振幅升高，而DR1抑制劑SKF83566則使CAP振幅降低，CAP閾值在所有頻率均升高，認(rèn)為DR1激活可增強聽神經(jīng)的活性[14]。Garrett等觀察到不同的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)DR1激活劑SKF38393和SKF81297使豚鼠CAP振幅顯著抑制，總和電位(summating potential,SP)幅度保持不變，認(rèn)為激活DR1對傳入樹突有抑制作用，抑制了聲音誘發(fā)的反應(yīng)，而DR1抑制劑SCH23390對CAP、SP作用很小或沒有作用[15]。李雪實等則發(fā)現(xiàn)，豚鼠耳蝸灌注DR1抑制劑SCH23390后，CAP振幅升高，但隨著時間延長逐漸降低并低于灌流前水平；耳蝸微音電位(cochlear microphonic potential,CM)振幅輕度降低，對畸變產(chǎn)物耳聲發(fā)射（distortion product otoacoustic emission,DPOAE）沒有明顯影響，認(rèn)為抑制DR1可瞬時阻斷多巴胺對傳入神經(jīng)的抑制作用，而對外毛細胞無影響[16]。Toro等在斑馬魚聲側(cè)枝上皮中發(fā)現(xiàn)，DR1激活劑SKF38393使CM振幅升高，而DR1抑制劑SCH23390使CM振幅降低[12]。小鼠的D1受體敲除后，耳蝸反應(yīng)增強，DPOAE閾值在高頻區(qū)域升高；D5受體敲除后，小鼠的DPOAE仍然正常[11]。

2.2 DR2對聽覺功能的調(diào)節(jié)

2.2.1 DR2對中樞聽覺功能的調(diào)節(jié)

對DR2而言，將小鼠的D2受體敲除后，所有頻率的ABR閾值提高5dB-10dB；與敲除D5受體類似，D3、D4受體敲除后，小鼠的ABR也仍然正常，但對噪聲也更易感[11]。

2.2.2 DR2對外周聽覺功能的調(diào)節(jié)

D2受體特異性激活劑(+)PHNO對豚鼠CAP振幅影響不大，而D2受體特異性抑制劑L741626導(dǎo)致CAP明顯抑制，并降低SP、CM、DPOAE幅度[15]。豚鼠耳蝸灌注 L741626后，高頻刺激(4、8、16、24kHz)使CAP閾值增加，低頻刺激(1、2kHz)對CAP閾值無影響，DPOAE和CM振幅均顯著降低[17]。盡管D2與D3受體的跨膜結(jié)構(gòu)域具有75%的同源性[18]，但 D3受體激活劑 PD128907和抑制劑U99194A對耳蝸功能均無明顯影響[15]。

將小鼠的D2受體敲除后，小鼠的耳蝸反應(yīng)減弱，DPOAE閾值僅在大于32 kHz的高頻區(qū)域才顯著升高。與敲除D5受體類似，D3、D4受體基因敲除后，小鼠的DPOAE也仍然正常[11]。

以上研究可看出，盡管DR1和DR2通過AC介導(dǎo)相反的信號通路，但DR1和DR2對聽覺功能可產(chǎn)生相同的影響，并非完全相反。Niu等認(rèn)為在低聲級(非強噪聲)條件下，DR1可能起主導(dǎo)作用，增強興奮作用，使CAP振幅增加，而在噪聲條件下，DR2可能起主導(dǎo)作用并增強抑制作用[14]。Maison等認(rèn)為，DR1對CAP的影響出現(xiàn)矛盾結(jié)果的原因可能與DR1僅在突觸后表達、而DR2既在突觸后表達也在突觸前表達有關(guān)，但具體機制尚未清楚[11]。多種DR亞型和SGNs、毛細胞等靶細胞的存在使得多巴胺能信號對聽覺功能的調(diào)節(jié)機制十分復(fù)雜。另外，盡管DR各亞型在耳蝸中均能檢出，但D1和D2亞型敲除后對聽覺功能的影響較大，這兩個亞型的作用可能更為關(guān)鍵。

3 DR調(diào)節(jié)聽覺功能的信號通路

眾多研究利用DR1或DR2激活劑/抑制劑對DR1、DR2的下游信號通路進行研究，以探索DR1、DR2對聽覺功能進行調(diào)節(jié)的可能分子機制。

3.1 DR1調(diào)節(jié)聽覺功能的信號通路

3.1.1 DR1-cAMP-PKA-DARPP-32途徑

在豚鼠耳蝸中可檢測到多巴胺和cAMP調(diào)節(jié)的磷酸化蛋白32kDa（dopamine and cAMP-regulated phosphoprotein 32 kDa,DARPP-32），DARPP-32受cAMP及相關(guān)蛋白激酶如蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、蛋白激酶 C(protein kinase C,PKC)的調(diào)節(jié)，提示多巴胺或DR的下游通路是通過cAMP及相關(guān)蛋白激酶介導(dǎo)的。進一步發(fā)現(xiàn)，PKA抑制劑H-89可以阻斷DR1激活劑SKF38393對豚鼠CAP的增強作用，而PKA激活劑福司可林則可對抗DR1抑制劑SCH23390對CAP的抑制作用，說明PKA介導(dǎo)DR1對CAP的調(diào)節(jié)[14]。

目前認(rèn)為，生理狀態(tài)下的快速興奮神經(jīng)傳遞更多由離子型谷氨酸受體中的α氨基-3-羥基-5-甲基-4-異惡唑丙酸（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptors,AMPA）受體介導(dǎo)。研究發(fā)現(xiàn)，SKF38393可增強PKA對AMPA受體GluR1亞基Ser845位點的磷酸化，說明DR1可通過cAMP-PKA-DARPP-32信號通路調(diào)節(jié)耳蝸的神經(jīng)活動。但僅僅激活PKA對GluR1的磷酸化水平增加的幅度并不像單獨激活DR1那么大，說明DR1在耳蝸的信號通路除cAMP-PKA-DARPP-32外可能還涉及其他途徑，如PKC或Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴性激酶Ⅱ(calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)等[14]。

3.1.2 DR1-Ca2+途徑

為了解多巴胺能信號如何調(diào)節(jié)毛細胞的活性，用SKF38393激活斑馬魚中的DR1，發(fā)現(xiàn)可增加毛細胞的CM振幅，而用SCH23390抑制DR1可降低CM，說明DR1的激活可增加毛細胞的活性。進一步利用鈣成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)，SKF38393可導(dǎo)致毛細胞內(nèi)Ga2+濃度升高，而毛細胞內(nèi)Ga2+的增加依賴于L型鈣通道Cav1.3，使用依拉地平阻斷Cav1.3a通道可以阻斷SKF38393引起的Ca2+內(nèi)流，說明DR1激活后是通過刺激Cav1.3a通道來促進毛細胞內(nèi)Ca2+水平升高，從而增加毛細胞活性[12]。

3.1.3 DR1-Na+途徑

DR1激活劑SKF38393可劑量依賴性誘導(dǎo)小鼠SGNs的內(nèi)向Na+電流，導(dǎo)致SGNs動作電位振幅降低，說明DR1激活可抑制SGNs的活性，導(dǎo)致SGNs興奮性降低，對抗谷氨酸過度釋放所造成的SGNs興奮毒性[19]。

但另外的研究發(fā)現(xiàn)，DR1激活劑A-68930可迅速抑制大鼠SGNs的Na+電流峰值幅度，這一效應(yīng)是通過增強對Na+通道的磷酸化而產(chǎn)生：DR1激活后與Gαs蛋白偶聯(lián)上調(diào)cAMP，使PKA激活，促進Na+通道的磷酸化，導(dǎo)致Na+電流峰值幅度降低[20]。

3.1.4 DR1-受體相互作用途徑

受體相互作用（interaction）或受體對話（crosstalk）在調(diào)節(jié)受體功能、突觸傳導(dǎo)和神經(jīng)可塑性等方面發(fā)揮重要作用。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，多個受體與其他受體之間都存在相互作用，如DR1與N-甲基-D天門冬氨酸受體(N-methyl-D-aspartatereceptors,NMDAR)之間[21]、DR2與腺苷 A2A 受體之間[22]、NMDAR與A型γ氨基丁酸受體(γ-aminobutyric acid type A receptor,GABAAR)之間[23]均存在相互作用。目前認(rèn)為，GABAAR介導(dǎo)的抑制性應(yīng)答減弱是興奮毒性的部分機制，與耳鳴的發(fā)生密切相關(guān)[24]。長期、大劑量使用阿司匹林可引起暫時性的耳鳴和聽力損失，在耳毒性聽力損害機制的研究中，阿司匹林的活性代謝成分水楊酸鈉(sodium salycilate,SS)是最常用的工具之一[25]。在大鼠SGNs中發(fā)現(xiàn)，SS使GABAAR表面水平降低，而DR1抑制劑SCH23390可減輕SS對GABAAR胞膜表達的抑制作用，提示DR1可能通過與GABAAR的相互作用影響了GABAAR的轉(zhuǎn)運來參與SS對GABAAR的調(diào)節(jié)，但具體機制仍需進一步探討[26]。

3.2 DR2調(diào)節(jié)聽覺功能的信號通路

3.2.1 DR2-Na+途徑

與DR1激活劑類似，DR2激活劑喹吡羅也可誘導(dǎo)小鼠SGNs的內(nèi)向Na+電流，降低SGNs的動作電位振幅，抑制SGNs[19]。另外，喹吡羅也可抑制大鼠SGNs的Na+電流峰值幅度，但與DR1-cAMPPKA通路不同，DR2激活后是與Gαq蛋白偶聯(lián)，通過上調(diào)磷脂酶C(phospholipases C,PLC)-PKC信號通路來促進Na+通道的磷酸化，導(dǎo)致Na+電流峰值幅度降低[20]。

3.2.2 DR2-受體相互作用途徑

在大鼠SGNs中，DR2抑制劑依替必利也可減輕SS對GABAAR胞膜表達的抑制作用，說明DR2也可能通過與GABAAR的相互作用影響GABAAR的轉(zhuǎn)運來介導(dǎo)SS對GABAAR的調(diào)節(jié)[26]。

以上研究表明，DR1和DR2可通過多個信號通路調(diào)節(jié)聽覺功能(圖1)，并且DR1和DR2激活可產(chǎn)生相同的效應(yīng)，如DR1、DR2激活均可降低SGNs的動作電位幅度，均可抑制SGNs的Na+電流以及均減輕了SS對GABAAR胞膜表達的抑制作用，但在此基礎(chǔ)上并沒有更進一步的研究，且哪些信號通路更重要尚未清楚。

圖1 多巴胺受體調(diào)節(jié)聽覺功能的信號通路Fig.1 Signal pathway of dopamine receptors regulating auditory function

4 DR與耳鳴機制的關(guān)系

4.1 DR1與耳鳴的關(guān)系

在耳聾大鼠中發(fā)現(xiàn)，D1受體mRNA的表達降低[27]。然而，在SS誘導(dǎo)的耳鳴小鼠中發(fā)現(xiàn)，耳蝸和聽覺相關(guān)腦區(qū)的D1受體mRNA表達增加[28]。另外，在大鼠中發(fā)現(xiàn)，SS可促進SGNs中D1受體mRNA的表達[29]。盡管在動物實驗中發(fā)現(xiàn)DR1對于聽覺功能的調(diào)節(jié)有重要作用，但關(guān)于DR1與耳鳴機制的研究較少報道，且目前尚未見到DR1激活劑或抑制劑用于耳鳴治療的相關(guān)報道。

4.2 DR2與耳鳴的關(guān)系

研究發(fā)現(xiàn)，SS可促進大鼠SGNs中D2受體mRNA的表達[29]。在強噪聲暴露過程中，耳蝸內(nèi)給予D2/D3受體激活劑吡貝地爾可以減輕聲損傷導(dǎo)致的內(nèi)毛細胞下方的徑向樹突損傷，并使CAP閾值偏移顯著減少。缺血引起的最明顯損傷是突觸后與內(nèi)毛細胞接觸的放射狀樹突腫脹，在人工缺血之前給予吡貝地爾，可防止放射狀樹突損傷，樹突損傷被認(rèn)為與興奮毒性有關(guān)，提示吡貝地爾對聽覺創(chuàng)傷和缺血引起的興奮毒性損害有某種保護作用，多巴胺能側(cè)向傳遞可能通過D2/D3受體調(diào)節(jié)內(nèi)毛細胞和SGNs之間的突觸傳遞，在一定程度上保護初級聽覺神經(jīng)元[30]。Altschuler等發(fā)現(xiàn)，吡貝地爾可減少噪聲導(dǎo)致的大鼠內(nèi)毛細胞帶損失，通過預(yù)防噪聲引起的內(nèi)毛細胞—聽覺神經(jīng)突觸連接損失來減輕噪聲的興奮性毒性損害[31]。最新的研究表明，多巴胺可通過激活DR2調(diào)節(jié)聽覺中腦對意外聽覺信息輸入的加工，削弱意外聽覺信號的突觸后增益[32]。

但臨床研究表明，口服吡貝地爾對耳鳴的改善作用與安慰劑組并無顯著差異?；蛟S是因為吡貝地爾口服后能吸收進入耳蝸的程度尚不明確，并且耳蝸中的藥物濃度可能不足以對聽覺神經(jīng)活動產(chǎn)生相關(guān)影響[33]。其他研究發(fā)現(xiàn)，同樣作為D2/D3受體激活劑的普拉克索對緩解主觀耳鳴和老年性耳聾有效，治療4周即可顯著降低耳鳴障礙存量得分和耳鳴響度[34]。

在抑制DR2的研究中發(fā)現(xiàn)，DR2抑制劑依替必利可引起聽神經(jīng)腫脹，可能導(dǎo)致早期的興奮毒性[35]。但矛盾的是，有研究表明DR2抑制劑舒必利可緩解耳鳴，舒必利單獨應(yīng)用可使56%的患者主觀耳鳴知覺下降；羥嗪是抗組胺藥衍生物，具有皮質(zhì)鎮(zhèn)靜作用，也可降低耳鳴知覺，舒必利、羥嗪聯(lián)合應(yīng)用可使81%的患者主觀耳鳴知覺下降[36]。褪黑素可以抑制多巴胺能神經(jīng)傳遞，舒必利與褪黑素聯(lián)合使用可使85%的患者耳鳴知覺下降[37]。

以上的研究結(jié)果說明，DR2激活劑吡貝地爾可減輕興奮性毒性損害，而DR2激活劑普拉克索、DR2抑制劑舒必利均可以改善耳鳴，這說明DR2在耳鳴機制當(dāng)中的作用十分復(fù)雜。

5 結(jié)語及展望

綜上所述，DR參與對聽覺功能的調(diào)節(jié)。DR1和DR2可以通過多個信號通路對聽覺功能進行調(diào)節(jié)，并且DR1和DR2激活可通過不同的機制產(chǎn)生相同的效應(yīng)。DR1和DR2也可通過一些信號通路參與興奮毒性損害的過程，部分DR2激活劑或抑制劑在臨床上均可用于耳鳴治療。然而，DR在興奮毒性損害過程中的作用機制并未完全清楚，相關(guān)研究也較少。因此，仍需要進行大量的研究，以深入了解DR在生理狀態(tài)以及損傷刺激下如何對聽覺功能進行調(diào)節(jié)，從而為預(yù)防和治療耳鳴提供指導(dǎo)意義。