多巴胺受体调节听觉功能及调控耳鸣机制的研究进展

覃江圆 陈慧英 韦廷佳 林晓宇 刘金兰 叶文华 韦芳玉 苏纪平

广西医科大学第一附属医院耳鼻咽喉头颈外科（南宁530021）

耳鸣分为主观耳鸣和客观耳鸣。客观耳鸣较少见，通常来源于体内的生物活动并传导到耳部，如中耳、咽鼓管或软腭的血液湍流产生的声音，脉搏声以及传递到耳朵的肌肉收缩声[1]。主观耳鸣指缺乏相应声源的耳鸣，为平常所指的耳鸣，也是本综述所指的耳鸣，与许多因素有关，如中耳炎、听觉通路肿瘤、年龄相关、耳毒性药物、感觉神经性耳聋、噪声暴露、神经系统疾病、头部外伤或颞骨骨折，以及高血压、糖尿病、心理障碍等其他系统疾病[2]，这些因素导致的耳鸣通常伴有听力损失。耳鸣在人群中的患病率高达21%，其中约1%～3%伴严重的心理问题，可导致抑郁、焦虑甚至自杀[3]。目前，我们对耳鸣发病机制仍然知之甚少，缺乏有效的治疗方法[4]。

多巴胺是儿茶酚胺神经递质，是脑内重要的神经递质之一，参与情感、认知、记忆、运动和内分泌等生理活动的调节。多巴胺分泌减少以及多巴胺受体(dopamine receptors,DR)功能改变与帕金森氏病、精神分裂症、抑郁症、躁郁症等疾病有关[5]。慢性耳鸣患者中，抑郁、焦虑等情绪障碍的发生率显著高于正常人群[6]。减轻耳鸣患者的抑郁、焦虑等情绪障碍是耳鸣治疗的方向之一[7]。在中枢神经系统发现，负责感知耳鸣的大脑结构和多巴胺能通路所在的大脑结构多有重叠，包括：颞区域、前额叶区域、颞顶相关区域、杏仁核、海马以及边缘系统，说明多巴胺能通路与耳鸣发病机制密切相关[8]。因此，对听觉系统中的多巴胺受体进行深入研究有望为耳鸣治疗提供新的靶点。本文将重点综述DR对听觉功能的影响以及DR与耳鸣的关系，以寻找耳鸣机制研究的新方向。

1 DR在内耳的表达

DR属于G蛋白偶联受体家族[9]，包含D1-D5共5个亚型，根据是否激活腺苷环化酶(adenylatecyclase,AC)分为 D1家族(dopamine D1-like receptors，DR1)和 D2 家族(dopamine D2-like receptors,DR2)。DR1包括D1、D5亚型，激活后与G蛋白的Gαs/olf亚单位偶联，活化AC以产生第二信使环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP)，从而激活下游信号通路；DR2包括D2-D4亚型，激活后与Gαi/o亚单位偶联，抑制AC活性，从而降低cAMP，产生信号级联反应[5]。

在人类中枢神经系统，DR的相对密度是D1>D2>D3>D5>D4[10]。在内耳，DR也有表达。利用免疫组化在产后10-13天的小鼠耳蜗螺旋神经节神经元(spiral ganglion neurons,SGNs)和外毛细胞中检出D1、D2和D5受体，D4仅在SGNs发现，各亚型在内毛细胞中均未检出[11]。也有研究发现D1受体定位于内毛细胞底部，并紧密定位于内毛细胞的突触前区域[12]。在成熟小鼠耳蜗检测到除D3以外的各亚型的mRNA[11]。在成年大鼠SGNs，5个亚型均有表达，D1、D5的表达高于另外几个亚型[13]。

2 DR对听觉功能的调节

2.1 DR1对听觉功能的调节

2.1.1 DR1对中枢听觉功能的调节

采用基因敲除技术将小鼠的D1受体敲除，小鼠所有频率的听觉脑干反应（auditory brainstem response,ABR）阈值提高5dB-20dB。D5受体敲除后，小鼠的ABR仍然正常，但表现出更高的噪声易感性[11]。

2.1.2 DR1对外周听觉功能的调节

研究表明，DR1激活剂SKF38393使豚鼠复合动作电位(compound action potential,CAP)振幅升高，而DR1抑制剂SKF83566则使CAP振幅降低，CAP阈值在所有频率均升高，认为DR1激活可增强听神经的活性[14]。Garrett等观察到不同的结果，发现DR1激活剂SKF38393和SKF81297使豚鼠CAP振幅显著抑制，总和电位(summating potential,SP)幅度保持不变，认为激活DR1对传入树突有抑制作用，抑制了声音诱发的反应，而DR1抑制剂SCH23390对CAP、SP作用很小或没有作用[15]。李雪实等则发现，豚鼠耳蜗灌注DR1抑制剂SCH23390后，CAP振幅升高，但随着时间延长逐渐降低并低于灌流前水平；耳蜗微音电位(cochlear microphonic potential,CM)振幅轻度降低，对畸变产物耳声发射（distortion product otoacoustic emission,DPOAE）没有明显影响，认为抑制DR1可瞬时阻断多巴胺对传入神经的抑制作用，而对外毛细胞无影响[16]。Toro等在斑马鱼声侧枝上皮中发现，DR1激活剂SKF38393使CM振幅升高，而DR1抑制剂SCH23390使CM振幅降低[12]。小鼠的D1受体敲除后，耳蜗反应增强，DPOAE阈值在高频区域升高；D5受体敲除后，小鼠的DPOAE仍然正常[11]。

2.2 DR2对听觉功能的调节

2.2.1 DR2对中枢听觉功能的调节

对DR2而言，将小鼠的D2受体敲除后，所有频率的ABR阈值提高5dB-10dB；与敲除D5受体类似，D3、D4受体敲除后，小鼠的ABR也仍然正常，但对噪声也更易感[11]。

2.2.2 DR2对外周听觉功能的调节

D2受体特异性激活剂(+)PHNO对豚鼠CAP振幅影响不大，而D2受体特异性抑制剂L741626导致CAP明显抑制，并降低SP、CM、DPOAE幅度[15]。豚鼠耳蜗灌注 L741626后，高频刺激(4、8、16、24kHz)使CAP阈值增加，低频刺激(1、2kHz)对CAP阈值无影响，DPOAE和CM振幅均显著降低[17]。尽管D2与D3受体的跨膜结构域具有75%的同源性[18]，但 D3受体激活剂 PD128907和抑制剂U99194A对耳蜗功能均无明显影响[15]。

将小鼠的D2受体敲除后，小鼠的耳蜗反应减弱，DPOAE阈值仅在大于32 kHz的高频区域才显著升高。与敲除D5受体类似，D3、D4受体基因敲除后，小鼠的DPOAE也仍然正常[11]。

以上研究可看出，尽管DR1和DR2通过AC介导相反的信号通路，但DR1和DR2对听觉功能可产生相同的影响，并非完全相反。Niu等认为在低声级(非强噪声)条件下，DR1可能起主导作用，增强兴奋作用，使CAP振幅增加，而在噪声条件下，DR2可能起主导作用并增强抑制作用[14]。Maison等认为，DR1对CAP的影响出现矛盾结果的原因可能与DR1仅在突触后表达、而DR2既在突触后表达也在突触前表达有关，但具体机制尚未清楚[11]。多种DR亚型和SGNs、毛细胞等靶细胞的存在使得多巴胺能信号对听觉功能的调节机制十分复杂。另外，尽管DR各亚型在耳蜗中均能检出，但D1和D2亚型敲除后对听觉功能的影响较大，这两个亚型的作用可能更为关键。

3 DR调节听觉功能的信号通路

众多研究利用DR1或DR2激活剂/抑制剂对DR1、DR2的下游信号通路进行研究，以探索DR1、DR2对听觉功能进行调节的可能分子机制。

3.1 DR1调节听觉功能的信号通路

3.1.1 DR1-cAMP-PKA-DARPP-32途径

在豚鼠耳蜗中可检测到多巴胺和cAMP调节的磷酸化蛋白32kDa（dopamine and cAMP-regulated phosphoprotein 32 kDa,DARPP-32），DARPP-32受cAMP及相关蛋白激酶如蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)、蛋白激酶 C(protein kinase C,PKC)的调节，提示多巴胺或DR的下游通路是通过cAMP及相关蛋白激酶介导的。进一步发现，PKA抑制剂H-89可以阻断DR1激活剂SKF38393对豚鼠CAP的增强作用，而PKA激活剂福司可林则可对抗DR1抑制剂SCH23390对CAP的抑制作用，说明PKA介导DR1对CAP的调节[14]。

目前认为，生理状态下的快速兴奋神经传递更多由离子型谷氨酸受体中的α氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptors,AMPA）受体介导。研究发现，SKF38393可增强PKA对AMPA受体GluR1亚基Ser845位点的磷酸化，说明DR1可通过cAMP-PKA-DARPP-32信号通路调节耳蜗的神经活动。但仅仅激活PKA对GluR1的磷酸化水平增加的幅度并不像单独激活DR1那么大，说明DR1在耳蜗的信号通路除cAMP-PKA-DARPP-32外可能还涉及其他途径，如PKC或Ca2+/钙调蛋白依赖性激酶Ⅱ(calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)等[14]。

3.1.2 DR1-Ca2+途径

为了解多巴胺能信号如何调节毛细胞的活性，用SKF38393激活斑马鱼中的DR1，发现可增加毛细胞的CM振幅，而用SCH23390抑制DR1可降低CM，说明DR1的激活可增加毛细胞的活性。进一步利用钙成像技术发现，SKF38393可导致毛细胞内Ga2+浓度升高，而毛细胞内Ga2+的增加依赖于L型钙通道Cav1.3，使用依拉地平阻断Cav1.3a通道可以阻断SKF38393引起的Ca2+内流，说明DR1激活后是通过刺激Cav1.3a通道来促进毛细胞内Ca2+水平升高，从而增加毛细胞活性[12]。

3.1.3 DR1-Na+途径

DR1激活剂SKF38393可剂量依赖性诱导小鼠SGNs的内向Na+电流，导致SGNs动作电位振幅降低，说明DR1激活可抑制SGNs的活性，导致SGNs兴奋性降低，对抗谷氨酸过度释放所造成的SGNs兴奋毒性[19]。

但另外的研究发现，DR1激活剂A-68930可迅速抑制大鼠SGNs的Na+电流峰值幅度，这一效应是通过增强对Na+通道的磷酸化而产生：DR1激活后与Gαs蛋白偶联上调cAMP，使PKA激活，促进Na+通道的磷酸化，导致Na+电流峰值幅度降低[20]。

3.1.4 DR1-受体相互作用途径

受体相互作用（interaction）或受体对话（crosstalk）在调节受体功能、突触传导和神经可塑性等方面发挥重要作用。目前已经发现，多个受体与其他受体之间都存在相互作用，如DR1与N-甲基-D天门冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartatereceptors,NMDAR)之间[21]、DR2与腺苷 A2A 受体之间[22]、NMDAR与A型γ氨基丁酸受体(γ-aminobutyric acid type A receptor,GABAAR)之间[23]均存在相互作用。目前认为，GABAAR介导的抑制性应答减弱是兴奋毒性的部分机制，与耳鸣的发生密切相关[24]。长期、大剂量使用阿司匹林可引起暂时性的耳鸣和听力损失，在耳毒性听力损害机制的研究中，阿司匹林的活性代谢成分水杨酸钠(sodium salycilate,SS)是最常用的工具之一[25]。在大鼠SGNs中发现，SS使GABAAR表面水平降低，而DR1抑制剂SCH23390可减轻SS对GABAAR胞膜表达的抑制作用，提示DR1可能通过与GABAAR的相互作用影响了GABAAR的转运来参与SS对GABAAR的调节，但具体机制仍需进一步探讨[26]。

3.2 DR2调节听觉功能的信号通路

3.2.1 DR2-Na+途径

与DR1激活剂类似，DR2激活剂喹吡罗也可诱导小鼠SGNs的内向Na+电流，降低SGNs的动作电位振幅，抑制SGNs[19]。另外，喹吡罗也可抑制大鼠SGNs的Na+电流峰值幅度，但与DR1-cAMPPKA通路不同，DR2激活后是与Gαq蛋白偶联，通过上调磷脂酶C(phospholipases C,PLC)-PKC信号通路来促进Na+通道的磷酸化，导致Na+电流峰值幅度降低[20]。

3.2.2 DR2-受体相互作用途径

在大鼠SGNs中，DR2抑制剂依替必利也可减轻SS对GABAAR胞膜表达的抑制作用，说明DR2也可能通过与GABAAR的相互作用影响GABAAR的转运来介导SS对GABAAR的调节[26]。

以上研究表明，DR1和DR2可通过多个信号通路调节听觉功能(图1)，并且DR1和DR2激活可产生相同的效应，如DR1、DR2激活均可降低SGNs的动作电位幅度，均可抑制SGNs的Na+电流以及均减轻了SS对GABAAR胞膜表达的抑制作用，但在此基础上并没有更进一步的研究，且哪些信号通路更重要尚未清楚。

图1 多巴胺受体调节听觉功能的信号通路Fig.1 Signal pathway of dopamine receptors regulating auditory function

4 DR与耳鸣机制的关系

4.1 DR1与耳鸣的关系

在耳聋大鼠中发现，D1受体mRNA的表达降低[27]。然而，在SS诱导的耳鸣小鼠中发现，耳蜗和听觉相关脑区的D1受体mRNA表达增加[28]。另外，在大鼠中发现，SS可促进SGNs中D1受体mRNA的表达[29]。尽管在动物实验中发现DR1对于听觉功能的调节有重要作用，但关于DR1与耳鸣机制的研究较少报道，且目前尚未见到DR1激活剂或抑制剂用于耳鸣治疗的相关报道。

4.2 DR2与耳鸣的关系

研究发现，SS可促进大鼠SGNs中D2受体mRNA的表达[29]。在强噪声暴露过程中，耳蜗内给予D2/D3受体激活剂吡贝地尔可以减轻声损伤导致的内毛细胞下方的径向树突损伤，并使CAP阈值偏移显著减少。缺血引起的最明显损伤是突触后与内毛细胞接触的放射状树突肿胀，在人工缺血之前给予吡贝地尔，可防止放射状树突损伤，树突损伤被认为与兴奋毒性有关，提示吡贝地尔对听觉创伤和缺血引起的兴奋毒性损害有某种保护作用，多巴胺能侧向传递可能通过D2/D3受体调节内毛细胞和SGNs之间的突触传递，在一定程度上保护初级听觉神经元[30]。Altschuler等发现，吡贝地尔可减少噪声导致的大鼠内毛细胞带损失，通过预防噪声引起的内毛细胞—听觉神经突触连接损失来减轻噪声的兴奋性毒性损害[31]。最新的研究表明，多巴胺可通过激活DR2调节听觉中脑对意外听觉信息输入的加工，削弱意外听觉信号的突触后增益[32]。

但临床研究表明，口服吡贝地尔对耳鸣的改善作用与安慰剂组并无显著差异。或许是因为吡贝地尔口服后能吸收进入耳蜗的程度尚不明确，并且耳蜗中的药物浓度可能不足以对听觉神经活动产生相关影响[33]。其他研究发现，同样作为D2/D3受体激活剂的普拉克索对缓解主观耳鸣和老年性耳聋有效，治疗4周即可显著降低耳鸣障碍存量得分和耳鸣响度[34]。

在抑制DR2的研究中发现，DR2抑制剂依替必利可引起听神经肿胀，可能导致早期的兴奋毒性[35]。但矛盾的是，有研究表明DR2抑制剂舒必利可缓解耳鸣，舒必利单独应用可使56%的患者主观耳鸣知觉下降；羟嗪是抗组胺药衍生物，具有皮质镇静作用，也可降低耳鸣知觉，舒必利、羟嗪联合应用可使81%的患者主观耳鸣知觉下降[36]。褪黑素可以抑制多巴胺能神经传递，舒必利与褪黑素联合使用可使85%的患者耳鸣知觉下降[37]。

以上的研究结果说明，DR2激活剂吡贝地尔可减轻兴奋性毒性损害，而DR2激活剂普拉克索、DR2抑制剂舒必利均可以改善耳鸣，这说明DR2在耳鸣机制当中的作用十分复杂。

5 结语及展望

综上所述，DR参与对听觉功能的调节。DR1和DR2可以通过多个信号通路对听觉功能进行调节，并且DR1和DR2激活可通过不同的机制产生相同的效应。DR1和DR2也可通过一些信号通路参与兴奋毒性损害的过程，部分DR2激活剂或抑制剂在临床上均可用于耳鸣治疗。然而，DR在兴奋毒性损害过程中的作用机制并未完全清楚，相关研究也较少。因此，仍需要进行大量的研究，以深入了解DR在生理状态以及损伤刺激下如何对听觉功能进行调节，从而为预防和治疗耳鸣提供指导意义。