综述：血管纹功能、血管纹免疫与年龄相关性听力损失的机制洞察

本综述深入探讨了耳蜗血管纹（SV）中微血管系统与先天免疫系统的相互作用，及其在维持内耳稳态中的核心作用。文章系统阐述了内皮细胞（ECs）形成的血管内-外淋巴屏障（ISFBB）、周细胞（PCs）的血管稳定功能，以及血管周围巨噬细胞（PVMs）的免疫监视功能，重点分析了二者功能障碍如何通过影响血流量、屏障通透性及慢性炎症（inflammaging）导致年龄相关性听力损失（ARHL）。

引言

耳蜗血管纹（Stria Vascularis, SV）内的血管系统和先天免疫系统对于维持耳蜗稳态至关重要，这是实现最佳听觉功能的基础。耳蜗由位于耳蜗侧壁的丰富血管网络供血，该网络受到先天免疫系统的监视[1]。这两个系统错综复杂地相互连接并在功能上相互关联；其中任何一个系统的紊乱都可能导致各种听力障碍。

侧壁主要由两个结构组成：SV和螺旋韧带。SV通常被认为是耳蜗的“动力源”，在产生耳蜗内电位（Endocochlear Potential, EP）和维持听力所需的适当离子环境方面发挥着至关重要的作用[2, 3]。与SV相邻的螺旋韧带是一个纤维结构，为SV提供机械支撑，并通过存在于各种类型纤维细胞中的连接蛋白Cx26和Cx30形成的间隙连接促进钾离子（K⁺）的运输[4]。

SV由从内侧到外侧组织排列的三层细胞组成：边缘细胞层、中间细胞层和基底细胞层（图1A）。一个高度特化的毛细血管网络位于边缘细胞层和基底细胞层之间（图1B）。多年的研究表明，该毛细血管网络中富含周细胞（Pericytes, PCs），并被大量称为血管周围驻留巨噬细胞（Perivascular Resident Macrophages, PVMs）的组织驻留巨噬细胞群所包围（图1C）[1]。这些免疫细胞巡视毛细血管网络，保护耳蜗SV免受感染、有毒物质损伤和伤害。血管系统和免疫系统之间的相互作用对于确保能量充分输送至耳蜗以及清除有害代谢物和有毒物质至关重要。虽然这两个系统之间的细胞通讯和分子信号传导尚未得到广泛研究，但它们独特的结构相互作用突显了它们在为感觉毛细胞维持健康微环境和支持正常听力方面的潜在作用。事实上，血管功能异常和免疫细胞活动异常通常与各种形式的听力损失有关，包括年龄相关性听力损失（Age-Related Hearing Loss, ARHL）、噪声性听力损失、耳毒性以及某些遗传性疾病[5]。本综述提供了关于这两个系统病理生理学的最新进展，包括它们的细胞特征和功能，特别阐述了系统功能障碍如何与影响老龄人群的最常见听力障碍——ARHL相关联。

血管纹中血管细胞和组织驻留巨噬细胞的特征

内皮细胞在血管纹中形成特殊的内-外淋巴液-血液屏障（ISFBB）

内皮细胞（Endothelial Cells, ECs）在结构和功能上表现出显著的异质性，具有位点特异性特征和器官特异性功能[6]。SV中的ECs拥有独特的特征，使其区别于耳蜗其他区域的ECs，如图2A绿色部分所示。它们排列在血管纹血管上，无窗孔，并表现出高水平的紧密连接（Tight Junction, TJ）蛋白，如occludin、claudins和血管内皮钙粘蛋白（VE-cadherin）[7]。Yang等人[8]先前的质谱分析发现，这些ECs含有约40%的转运蛋白。这些特征确立了血管纹内皮作为一个高度选择性的屏障，称为间质液-血液屏障（Intrastrial Fluid-Blood Barrier, ISFBB）[9, 10]，它是血液与内耳液（外淋巴和内淋巴）之间的血-迷路屏障（Blood-Labyrinth Barrier, BLB）的组成部分[11]。该屏障由周细胞（PCs）（图2B）和富含胶原蛋白IV的基底膜（图2C）支持，并有PVMs存在以进行免疫监视（图2D）[1]。ISFBB调节血液与耳蜗侧壁之间物质的双向交换，其通透性由两个主要途径控制，包括细胞旁通路和跨细胞通路[10]。早期研究表明，ISFBB屏障的紧密性与紧密连接蛋白的表达[7]以及促进特定分子跨屏障移动的各种转运蛋白有关[8]。

除了在血液供应和形成屏障结构中的作用外，早期和近期的研究都指出，ECs可以起到“内分泌”腺体的作用。它们积极与邻近细胞通讯，以调节器官特异性功能[12]。最近的一篇综述特别强调了内皮通过其分泌的各种信号分子在非听觉器官中调节邻近细胞活力和管理组织代谢过程的作用[13]。然而，关于血管纹ECs如何通过与邻近细胞通讯来调节血管纹功能的信息有限。一项早期研究有趣地显示了沙鼠SV中中间细胞和毛细血管之间的结构关系[14]。具体来说，使用透射电子显微镜，他们发现中间细胞和EC之间的某些区域缺乏基底层，并且两种细胞类型之间存在类似间隙连接的膜关联[14]。此外，他们证明中间细胞与ECs和PCs都是染料耦合的[15]。这种间隙连接的存在表明，ECs的功能可能不仅仅是为血液循环提供结构通路。我们早期的超微结构研究有趣地表明，边缘细胞的突起（终足）与内皮接触（图3C和D），尽管这些接触的性质尚不清楚。值得注意的是，接触区域含有大量未鉴定的囊泡（图3E），表明边缘细胞可能通过这些未知囊泡与ECs进行通讯。

最近关于大脑、肺和心脏内皮细胞翻译组的单细胞RNA测序（sc-RNA-seq）表明，ECs表达信号分子和特定转运蛋白，可能有助于与周围细胞的通讯[16]。然而，耳蜗血管纹ECs的转录谱尚未完全表征。目前，大多数关于耳蜗侧壁区域的sc-RNA-seq研究主要集中于血管纹细胞类型，如边缘细胞、中间细胞和基底细胞，并且由于可用细胞数量不足，对ECs的分析有限。未来研究血管纹ECs的基因谱对于理解其在SV内的整体功能至关重要，超越其在血管中的结构作用。

存在于SV中的周细胞（PCs）和潜在的PC祖细胞对于维持血管稳定性、通透性和再生至关重要

周细胞（Pericytes, PCs）是嵌入血管系统内的壁细胞，主要包围毛细血管和微血管，并与内皮细胞紧密相互作用[17]。耳蜗PCs位于SV的毛细血管前微动脉、毛细血管和毛细血管后微静脉中（如图4A所示）[18]。过去几十年的研究表明，不同器官中的PCs对于血管发育、血流调节、血管完整性维持、血管生成以及各种器官中的组织纤维化至关重要[5]。最近的研究表明，血管纹PCs控制血管完整性、新血管生长以及受损血管的修复[5]。例如，使用ECs和PCs的体外二维共培养方法的研究表明，PCs通过调节TJ蛋白表达对于维持ISBFF的完整性至关重要[7]。另一方面，一项使用条件性PC缺失动物模型的体内研究表明，耳蜗PCs的耗竭会导致血管纹ISFBB的显著泄漏和血管变性，如图4B左图所示[19]。

PCs也以其显著的干细胞潜力而闻名，具有在血管生长因子刺激下增殖新PCs和促进血管生成的能力[20]。使用体外三维组织外植体模型，Wang等人[20]表明血管纹祖细胞可以促进新血管芽的形成（见图5A和B）。相反，体外PCs损伤（图5C）或体内条件性耗竭血管纹PCs会导致新芽形成停止并导致耳蜗血管变性[19]，如图5E和F所示。从机制上讲，最近对耳蜗血管纹PCs的RNA测序揭示了它们释放各种生长因子的能力，包括调节血管生成的血管内皮生长因子（Vascular Endothelial Growth Factor, VEGF）[21]。

通常，PCs的功能与其解剖位置和转录特征相关[5]。最近对血管纹PCs的单细胞RNA测序揭示了SV血管网络内存在两个PC亚类，每个亚类由独特的特征基因区分[5]。一种类型的PCs以存在α-平滑肌肌动蛋白（αSMA）和转胶蛋白（Transgelin, TAGLN）为特征。这些细胞主要分布在毛细血管前、毛细血管后和真毛细血管附近。相反，另一种类型的PCs不表达TAGLN，主要存在于真毛细血管区域，它们富含转运蛋白基因，如Abcc9和Kcnj8。TAGLN编码一种对细胞骨架重塑和收缩性很重要的蛋白质，表明TAGLN阳性PCs可能作为收缩性括约肌与血管平滑肌协同作用，根据代谢需求调节毛细血管血流。另一方面，Kcnj8 PCs可能在介导血液中的物质交换方面发挥作用。然而，耳蜗PCs的具体表型以及这些不同的表型如何与耳蜗不同区域的各种血管功能相关联尚未得到充分研究，仍然知之甚少。

PCs通常被认为起源于胚胎间充质和外胚层衍生的神经嵴[22]。虽然一些研究表明它们也可以从成人组织驻留的间充质干细胞[23]和神经胶质群体[24]转分化和增殖而来。

在成人耳蜗的SV中，长期以来发现一类未分类的表达神经/胶质抗原2（NG2）的血管周围细胞包围着成人耳蜗的血管纹毛细血管网络。这个群体最初在一个典型的NG2-CreERT2敲入小鼠模型中观察到（Wang et al., 2019），其中Cre活性在胚胎阶段被激活，导致出生后持续的NG2+信号（图6B-E）。出生后，这些细胞不再表达NG2。它们也不表达PC标记物PDGFR-β[19]，但是，它们确实表达间充质干细胞标记物，如波形蛋白和巢蛋白[25, 26]，如图7D和E所示。早期研究表明，NG2+ PCs在成年小鼠的耳蜗血管生成中作为尖端细胞起着至关重要的作用（Wang et al., 2019）。然而，前体PCs的来源仍然难以捉摸。最近的研究表明，产后间充质干细胞位于血管周围生态位，并作为血管祖细胞发挥作用[27]。这些细胞对于一生中修复受损血管至关重要[28]。研究产前在血管周围生态位中发现的NG2表达细胞是否是PCs的祖细胞将是非常有趣的。未来对成人PCs起源和来源的研究对于理解成人血管稳定性的维持以及通过靶向PC祖细胞来制定修复受损和老化内皮的策略至关重要。

血管周围巨噬细胞（PVMs），一种特化的组织驻留巨噬细胞，紧密位于边缘细胞-内淋巴界面并巡视ISFBB

PVM位置

组织驻留巨噬细胞是广泛分布于哺乳动物和人体各种器官和组织的免疫细胞，在疾病的发生和进展中起着至关重要的作用[29]。PVMs是组织驻留巨噬细胞的一个特化亚群，存在于包括小鼠[1]、猴子[30]和人类耳蜗[31, 32]在内的哺乳动物的耳蜗SV中；它们在那里与血管保持紧密的联系，如图7A所示[33]。这些巨噬细胞在其他各种器官中也有报道，包括大脑、皮肤、肝脏和视网膜[34, 35]。具体来说，耳蜗PVMs位于SV的边缘细胞和基底细胞层之间的血管周围间隙内（图7B，上图）。它们有趣地位于上皮下边缘细胞内部或下方（图7B，下图），并与血管网络紧密相关[1, 36, 37]。它们表达一系列巨噬细胞标记物，如F4/80、CD68、Iba1和CD11b，以及清道夫受体A1（SR-A1）和B1（SR-B1）[1]。

PVM个体发育

组织驻留巨噬细胞主要来源于胚胎来源，并且在许多情况下是自我维持的，不需要单核细胞的输入[38]。然而，在某些组织中，单核细胞衍生的巨噬细胞会随着时间的推移或由于组织损伤和炎症而取代这些细胞。最近的研究表明，PVMs在胚胎造血波期间被植入SV[39]。研究表明，某些群体通过Csflr依赖性信号从卵黄囊产生，并表达标记蛋白，如F4/80、Iba1和CD68。相反，另一种亚型通过Csf1r非依赖性机制从胎儿肝脏发育而来，以CD11b+表型为特征[39, 40]。与这些报告一致，我们最近的命运映射研究，采用了两种巨噬细胞特异性Cre驱动小鼠模型，表明PVMs来源于胎儿肝脏和卵黄囊，如图8B所示。在成年期，胚胎PVMs由来自骨髓（BM）的单核细胞持续补充，如早期研究所述[1]。然而，胚胎祖细胞的确切性质，这些祖细胞产生了成体组织驻留巨噬细胞，以及使巨噬细胞群体在成年期得以维持的机制，仍未得到充分研究。

C57BL/6 J小鼠中PVMs的特征尤其独特。在我们早期的研究中，由于它们含有显著的黑色素并表达谷胱甘肽过氧化物酶活性不可或缺的蛋白质GST alpha 4，我们将其称为PVM/M（巨噬细胞样黑素细胞）[33]。最近的综述表明，在PVMs中观察到的黑色素可能源于其针对位于SV内的黑素细胞的细胞碎片和成分的吞噬活性。这个过程涉及黑素细胞碎片的吞噬和处理，可能导致黑色素在PVMs内的积累[36]。一个有趣的问题仍然存在：为什么PVMs在缺乏黑素细胞的长期体外培养后仍保持大量黑色素？最近一些关于非听觉器官的综述提到了冷血物种中的“黑色素巨噬细胞”，这些是有色素的吞噬细胞，对鱼的免疫反应至关重要[41-43]。这些细胞存在于肾脏、肝脏和脾脏中。值得注意的是，在大西洋鲑鱼的组织中，肝脏中的黑色素巨噬细胞主要位于血管或胆管附近[42]。这些黑色素巨噬细胞含有含铁血黄素和脂褐素，它们参与黑色素的产生[44]。一个重要的问题出现了：C57BL/6 J小鼠中的血管周围巨噬细胞（PVMs）是一种“黑色素吞噬细胞”吗？为了确定这一点，需要进行具体的研究来阐明PVMs中的黑色素是内部产生的还是来源于体外。

出现的另一个问题是：PVMs和黑素细胞之间潜在的关系是什么？黑素细胞，通常被称为中间细胞，在产生EP方面起着至关重要的作用，EP对于感觉毛细胞的声音转导至关重要。早期研究表明存在两种类型的中间细胞：一种看起来颜色浅，另一种看起来颜色深[45]。其中一些中间细胞含有通过自噬或内吞活动形成的溶酶体，这与先前报道的酸性磷酸酶阳性内含物相对应[46]。Conlee等人1989年的一项研究表明，色素细胞主要位于血管纹毛细血管附近。对色素猫血管纹的超微结构研究显示，这些血管周围细胞通常含有大量色素细胞器和其他区别于典型中间细胞的独特结构特征[47]。PVMs是先前描述过的一种深色中间细胞吗？

黑素细胞起源于视杯的神经上皮或神经嵴。最近的研究表明，耳蜗中间细胞来源于黑素细胞和雪旺细胞前体[48]。有趣的是，一些研究表明，变温脊椎动物中的髓样细胞可以被归类为黑素细胞[42]。谱系追踪显示，早期的PVMs确实是髓样细胞（见图8）。目前关于耳蜗中间细胞的进展为了解这些细胞类型提供了宝贵的见解，揭示它们表达几个重要基因，包括内皮素[49]、Sox10[50]和Pax3[51]。值得注意的是，这些基因也与巨噬细胞的发育和功能有关[52-54]。然而，为了阐明PVMs和黑素细胞之间的关系以及它们在血管纹内的解剖学相互作用，需要对这两种细胞类型进行特异性免疫标记。特别是使用聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）在纳米尺度上对血管纹进行成像，将有助于识别血管纹内不同细胞类型之间的复杂结构。

PVM生理作用

PVMs在SV中的生理作用及其对听力的影响尚未完全了解。耳蜗中可用的相关信息非常稀少。然而，最近的研究表明，巨噬细胞具有器官特异性，并且与器官功能和微环境密切相关，影响它们在发育阶段和稳态期间的作用[55]。具体来说，研究表明PVMs的功能受其组织位置和各种环境因素的影响[56]。巨噬细胞通常战略性地位于组织的特定区域，以有效监测感染、有害物质或损伤的迹象。作为免疫细胞，它们帮助清除碎片，也可能有助于受损组织的存活和修复[57]。在血管纹中，PVMs与边缘细胞紧密相互作用，如图7A和B所示[33]。最近，Liu等人（2024）提出，PVMs在边缘细胞之间延伸细长的突起，可能作为免疫传感器监测内淋巴的状况[58]。前庭阶中的离子梯度对于感觉毛细胞的转导至关重要。PVMs位于边缘细胞-内淋巴层的边界，表明它们可能作为内淋巴稳态和免疫的守门人。事实上，来自中枢神经系统的研究证据表明，PVMs直接与脑脊液（CSF）相互作用，以帮助清除代谢废物和调节CSF流动的动态[59]。在耳蜗中，PVMs还巡视间质组织-血液屏障，这是血流与周围血管纹组织之间的界面。这种定位使它们能够有效监测、检测和响应血液循环中的任何变化或问题。研究表明，大脑中的PVMs清除血管沉积物，如血管淀粉样蛋白Aβ，这是一种加速局部神经血管功能障碍的有害物质[60]。

PVMs与ECs的相互作用

非听觉器官的研究表明，ECs和PVMs之间的相互作用对于许多器官中的各种过程至关重要，包括血管通透性、血管生成、血流调节、炎症和组织修复[61]。然而，耳蜗PVMs如何与ECs相互作用以调节血管通透性、血管生成以及受损ECs的修复却知之甚少。

PVM在血管通透性中的作用

Zhang等人（2012）的一项早期研究发现，血管周围巨噬细胞（PVMs）的耗竭会导致血管纹（SV）中的内皮屏障受损，这通过紧密连接（TJ）蛋白表达的减少得到证明[33]。最近关于非听觉器官的综述强调，PVMs在稳定TJs和防止血管泄漏方面起着至关重要的作用。例如，大脑中小胶质细胞的耗竭在缺氧期间显著增加血管泄漏，这与星形胶质细胞-血管解偶联和TJ蛋白的丢失相关[63]。类似地，涉及肠系膜和真皮组织的研究表明，使用氯膦酸盐脂质体耗竭巨噬细胞会增加血管通透性[64]。然而，Hirose等人（2019）最近的发现表明，耳蜗PVMs的耗竭并不影响血-外淋巴屏障的通透性[65]。显然，需要进一步的研究来阐明PVMs在维持耳蜗血管通透性完整性中的确切作用和潜在分子机制。

PVMs在血管生成中的作用

研究还强调了PVMs通过分泌促血管生成因子如VEGF-A、TGF-β和IL-1β，以及各种促进血管生长的蛋白酶，在刺激新血管形成中的重要作用[66, 67]。在血管生成过程中，巨噬细胞释放促血管生成因子，如VEGF-A，以及各种蛋白酶如基质金属蛋白酶（MMP-2, MMP-7, MMP-9, 和 MMP-12）。这些物质有助于释放嵌入在血管周围基质中的促血管生成生长因子，从而促进血管生长[67]。然而，巨噬细胞在耳蜗血管生成中的具体作用及其参与血管损伤修复的程度仍然 largely unexplored。Neng等人（2015）的一项早期研究利用体外细胞系模型证明，耳蜗PVM稳定内皮管形成并增强管的形成。

PVMs在血流调节中的作用

除了它们在血管生成中的作用外，最近的证据表明，PVMs对于调节血流和促进组织损伤后免疫细胞的浸润至关重要[69]。例如，Vagesio等人（2021）进行的一项研究表明，PVMs在损伤部位周围血管周围积聚，并通过一氧化氮信号帮助调节肌肉中的血流[70]。然而，耳蜗PVMs是否在血流调节中发挥作用仍有待确定。相反，Yi等人（2025）最近的一项研究表明，在噪声诱导的氧化应激事件中，耳蜗ECs通过CX3CL1-CX3CR1通路负向调节巨噬细胞活性[71]。

ARHL中的血管变性和PVM激活

ARHL，或称老年性耳聋，是一种逐渐的、不可逆的听觉敏感性下降[72]。它可以分为三种表型：代谢性、神经性和感觉性[73, 74]。代谢性ARHL与SV的功能障碍和EP的下降有关[73, 75]。最近的研究强调，毛细血管体积的减少和PVMs的激活是随着年龄增长耳蜗变性的早期指标[37, 68]。

EC衰老、PC丢失和内皮泄漏

血管老化通常以血管系统的结构和功能变化为特征，包括血管僵硬增加、血管壁增厚以及血管内非功能性空间的形成[76]。

与年龄相关的内皮变性以衰老ECs的积累和其功能表型的下降为特征[77]。EC衰老指的是这些细胞随着年龄增长，其增殖和分化能力以及生理功能逐渐下降[78]。尽管驱动这种变性的机制尚未完全了解，但EC衰老被认为与氧化应激、慢性炎症以及影响PC附着和功能的细胞外基质变化有关[79]。Thomopoulos（1997）的早期研究显示了沙鼠耳蜗ECs和PCs的变性[80]。最近的一项研究