動物模式建構

c.919-2A>G變異是漢人SLC26A4基因變異中最常見的，約佔所有變異之70-80% [7]。帶有c.919-2A>G變異之同型合子基因剔入鼠顯示聽覺及平衡功能異常：其於聽性腦幹反應檢查呈現極重度聽損，45%的小鼠具有歪頭及繞圈圈等行為模式，在滾輪測試亦呈現極差之平衡能力。於形態學方面，光學顯微鏡下可觀察到前庭導水管擴大、內淋巴水腫、血管紋(stria vascularis)萎縮等，此點與人類相同；穿透式電子顯微鏡則可觀察到血管紋marginal cell infolding消失，且細胞有液泡化現象(圖四)；共軛焦顯微鏡可觀察到內耳毛細胞退化現象，不過pendrin蛋白質在內耳分佈的位置及表現上並未顯示明顯差異，足見其致病機制係由於蛋白質功能異常所致，而非起因於缺乏蛋白質；掃瞄式電子顯微鏡則可觀察到耳石變少及變大。於內耳電生理實驗方面，Slc26a4^tm1Dontuh小鼠之耳蝸內電位則趨近於零[25]。

p.H723R變異於國人SLC26A4基因變異中為第二常見[7]，但係日本人及韓國人最常見的SLC26A4基因變異[10, 11]，故亦屬於亞洲人盛行率高之聽損基因變異。帶有p.H723R變異之同型合子基因剔入鼠呈現正常的聽力、平衡功能、及內耳組織學形態。進一步將其與帶有c.919-2A>G變異之基因剔入鼠雜交以培育同時帶有兩個基因變異點位之複合異型合子小鼠(Slc26a4^{tm1Dontuh/tm2Dontuh})，其表現型亦觀察到正常的聽力、平衡功能、及內耳組織學形態。耳蝸內電位檢查及噪音誘發聽損實驗顯示，無論p.H723R同型合子或複合異型合子之基因剔入鼠，其表現型皆與野生型小鼠無異[26]。易言之，p.H723R變異於人類及小鼠之致病機制並不相同。

GJB2基因p.V37I (c.109A>G)變異是東亞人種相當常見的基因變異，根據國人之前的研究，其「對偶基因頻率」(allele frequency)在一般人中約為11~12%，亦即，國人約高達五分之一的人口為此一變異之帶因者，因此p.V37I變異一開始被認為是一無致病性之「基因多型性」(polymorphism)[2]。然而，近來的研究則指出，p.V37I變異可能會以體染色體隱性的遺傳模式，導致輕度至中度的感音型聽損[27-29]。吾人團隊基因剔入鼠的研究結果證實，GJB2基因p.V37I變異的確可能導致輕至中度感音型聽損。GJB2基因p.V37I變異同型合子基因剔入鼠(Gjb2^V37I/V37I)之平均聽力閾值隨著年齡的增長有上升的趨勢，其平均值略較異型合子基因剔入鼠(Gjb2^V37I/WT)及野生型鼠(Gjb2^WT/WT)高，具統計學上顯著差異。經H&E染色觀察內耳組織學變化，未觀察到細胞形態上差異；不過在共軛焦顯微鏡下，則可發現在Gjb2^V37I/V37I中，聽力較差之小鼠的外毛細胞有退化之情形，與Gjb2^WT/WT及Gjb2^V37I/WT鼠相較，有統計學上顯著差異。免疫螢光標示Cx26蛋白質之表現，可見Cx26蛋白質於Gjb2^WT/WT及Gjb2^V37I/V37I鼠之外毛細胞及Claudius細胞之表現量並無差別，且Cx26蛋白質皆可正常分布於細胞膜上。而於染劑運送實驗，無論係帶正電之propidium iodide (PI)、或帶負電之lucifer yellow (LY)，Gjb2^V37I/V37I鼠皆顯現較Gjb2^WT/WT鼠差之擴散效率。可推知p.V37I變異導致聽損的機制，應與蛋白質表現量無關，而與蛋白質功能有關。暴露於4K 115 dB噪音三小時後，聽性腦幹反應檢查之結果顯示，Gjb2^V37I/V37I鼠在暴露噪音完成後30分鐘、第1日、第2日及第3日之聽力閾值較Gjb2^WT/WT鼠差，二者間有統計學上差異，顯示Gjb2^V37I/V37I鼠對於噪音暴露之耐受性較差[26]。

吾人研究團隊近年應用CRISPR/Cas9技術，已成功培育出幾株基因剔除鼠及基因剔入鼠，包括Slc26a4基因p.C565Y及p.T721M變異之基因剔入鼠、Pcdh15基因之基因剔除鼠及p.G1080R變異之基因剔入鼠、Dfnb59基因p.G292R變異之基因剔入鼠、以及Otof基因p.E1700Q變異之基因剔入鼠等。目前正在進行小鼠表現型的研究，如在Pcdh15基因之基因剔除鼠，吾人已觀察到同型合子小鼠對周圍環境的聲響不靈敏，並有繞圈行為，顯示其聽覺及前庭功能可能皆有異常；Dfnb59基因p.G292R變異之基因剔入鼠，初步觀察聽力亦有漸進式變差的狀況，且有偶發平衡能力不佳的表現，組織學檢查亦顯示螺旋神經元有退化之情形。這些具有聽覺或前庭功能缺陷之小鼠品系，將可做未來研究聽損治療策略的實驗平台。