SIRT1：对抗噪声性听力损失的新希望 —— 增强耳蜗线粒体功能的关键因子

《Cell Communication and Signaling》：SIRT1 prevents noise-induced hearing loss by enhancing cochlear mitochondrial function

噪声性听力损失（NIHL）是常见的听力障碍，目前缺乏有效治疗策略。研究人员围绕 SIRT1 在 NIHL 中的作用展开研究。结果发现 SIRT1 可减轻 NIHL，其机制与调节葡萄糖代谢、抗氧化途径及激活 AMPK 有关。该研究为 NIHL 治疗提供了新靶点122。

　　在现代社会，耳机成为许多人生活中的必备品，无论是通勤路上听音乐，还是工作时用它隔绝外界干扰，耳机的使用频率越来越高。但长时间、高音量地使用耳机，却可能给我们的听力带来严重威胁，这就是噪声性听力损失（NIHL）。据世界卫生组织报告，全球超过 4.3 亿人受听力损失困扰，NIHL 是第三大常见致聋原因。长期暴露在高强度噪声环境中，会使耳蜗内的毛细胞受损，破坏与听觉神经的连接，导致听力下降。虽然活性氧（ROS）被认为是内耳损伤的常见病理机制，但目前针对 NIHL 仍缺乏有效的治疗手段。

为了探索 NIHL 的潜在治疗靶点，中山大学孙逸仙纪念医院的研究人员开展了一项关于 Sirtuin 1（SIRT1）在 NIHL 中作用的研究。SIRT1 是一种 NAD⁺依赖的去乙酰化酶，在调节细胞代谢、应对压力、维持基因组稳定性和线粒体功能等方面发挥着关键作用。此前研究虽发现 SIRT1 与听力保护有关，但具体机制并不明确。此次研究成果发表在《Cell Communication and Signaling》杂志上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，通过构建基因工程小鼠模型，包括 SIRT1 条件性敲除小鼠（SIRT1 CKO）和 AAV 介导的 SIRT1 过表达小鼠，来研究 SIRT1 对 NIHL 的影响；其次，采用转录组分析和葡萄糖代谢组学分析，探究 SIRT1 影响 NIHL 的分子机制；此外，运用免疫组化、Western blot、定量实时 PCR（qRT-PCR）等实验技术，对相关蛋白和基因的表达水平进行检测234。

研究结果如下：

1. SIRT1 表达和活性在噪声暴露后下调：研究人员让 5 周龄的 C57BL/6 J 小鼠暴露在 108 dB SPL 的噪声中 2 小时，诱导 NIHL 小鼠模型。通过听觉脑干反应（ABR）测量发现，噪声暴露后小鼠 ABR 阈值显著升高，OHC 损失逐渐增加。同时，免疫荧光和 Western blot 检测显示，SIRT1 水平在噪声暴露后 24 小时显著下降，且活性也随之降低56。
2. SIRT1 缺乏加剧 NIHL 和毛细胞损失：构建 SIRT1 CKO 小鼠模型后发现，在未暴露于噪声时，SIRT1 CKO 小鼠和对照小鼠听力功能和耳蜗形态均正常。但噪声暴露 14 天后，SIRT1 CKO 小鼠 ABR 阈值升高更明显，OHC 损失增加，这表明 SIRT1 缺乏使毛细胞更易受噪声损伤，导致更严重的听力损失78。
3. SIRT1 缺乏加重噪声暴露后毛细胞的氧化应激：对 SIRT1 flox/flox 和 SIRT1 CKO 小鼠进行噪声暴露实验，通过免疫荧光染色检测氧化应激标记物 3NT 和 4HNE。结果显示，噪声暴露后，SIRT1 CKO 小鼠中这两种标记物的荧光强度增加更显著，说明 SIRT1 在减轻噪声诱导的氧化损伤中起重要作用910。
4. SIRT1 缺乏加剧噪声暴露后的突触病变和神经突回缩：通过免疫染色检测突触前标记物 CtBP2 和突触后标记物 GluA2，以及神经丝标记物 NF，评估突触完整性和神经纤维密度。结果表明，噪声暴露后，SIRT1 CKO 小鼠的突触丝带和 CtBP2 puncta 数量减少更明显，II 型听觉神经纤维（ANFs）数量和 ANF 密度下降更显著，这意味着 SIRT1 缺乏会加剧噪声诱导的突触和神经损伤1112。
5. AAV 介导的 SIRT1 过表达保护免受 NIHL 和毛细胞损失：将携带 SIRT1 表达质粒的 AAV2/anc80L65 转染到野生型 C57BL/6 J 小鼠中，使其过表达 SIRT1。噪声暴露 14 天后发现，AAV-SIRT1 小鼠 ABR 阈值变化显著减小，OHC 损失减少，证明 SIRT1 过表达对噪声诱导的听力损失和 OHC 损失有保护作用1314。
6. SIRT1 过表达减轻噪声诱导的氧化应激、突触病变和神经突退化：检测 AAV-CTRL 和 AAV-SIRT1 小鼠在噪声暴露后的氧化应激标记物、突触相关蛋白和神经纤维密度。结果显示，AAV-SIRT1 小鼠在噪声暴露后，3NT 和 4HNE 荧光强度增加不明显，CtBP2 标记的突触数量减少较少，II 型 ANF 密度和 ANF 荧光强度更高，表明 SIRT1 过表达能有效减轻噪声诱导的氧化应激，保护突触和神经完整性15。
7. SIRT1 缺失改变噪声暴露后耳蜗的葡萄糖代谢、抗氧化途径和线粒体功能：对 SIRT1 flox/flox 和 SIRT1 CKO 小鼠噪声暴露后的耳蜗组织进行转录组分析和葡萄糖代谢组学分析。结果发现，SIRT1 CKO 小鼠中参与糖酵解 / 糖异生、抗氧化防御、AMPK 信号通路和氧化磷酸化等相关基因表达下调，糖酵解、三羧酸（TCA）循环相关代谢物水平改变，ATP 含量降低，说明 SIRT1 缺失影响耳蜗的代谢和线粒体功能1617。
8. SIRT1 过表达减轻 HEI-OC1 细胞中 H₂O₂诱导的氧化应激和线粒体功能障碍：在体外实验中，用 H₂O₂处理 HEI-OC1 细胞诱导氧化应激，同时感染 SIRT1 过表达慢病毒或对照慢病毒。结果显示，SIRT1 过表达细胞在 H₂O₂处理后，细胞活力更高，线粒体活性氧（mtROS）水平更低，ATP 含量更高，相关氧化磷酸化基因的 mRNA 水平部分恢复，表明 SIRT1 过表达能减轻氧化应激对细胞的损伤1819。
9. SIRT1 通过激活 AMPK 维持线粒体功能：通过免疫荧光分析和使用 AMPK 抑制剂 CC 处理细胞，研究发现 SIRT1 CKO 小鼠噪声暴露后 p-AMPK 水平降低，CC 可消除 SIRT1 过表达对细胞的保护作用，说明 SIRT1 至少部分通过激活 AMPK 来调节能量代谢和氧化应激反应，维持线粒体功能2021。

研究结论表明，SIRT1 在噪声暴露后对维持耳蜗的氧化还原平衡和线粒体功能至关重要。SIRT1 敲除会加重耳蜗损伤和 NIHL，而 SIRT1 过表达则能减轻这些影响。其保护机制至少部分是通过激活 AMPK 实现的。该研究为 NIHL 的治疗提供了一个有前景的治疗靶点，为开发新的治疗策略奠定了基础。不过，研究也存在一些局限性，如 SIRT1 在耳蜗中下调的具体信号通路、OHC 完整性的功能评估、SIRT1 与 AMPK 在体内的直接关系以及 SIRT1 对其他 NIHL 相关病理过程的影响等问题还有待进一步研究。但总体而言，这项研究为噪声性听力损失的治疗带来了新的希望和方向。