王青玲 郭向东

老年性聋(presbycusis)是指随年龄增长而出现的双耳对称、缓慢进行的感音神经性听力减退。随着人口老龄化的趋势不断加剧，老年性聋的发病率逐年增高，WHO的统计数据显示，65岁以上人群中老年性聋的发病率约为70%～80%[1]。Schuknecht等(1993)将老年性聋按组织病理学改变分为感音性、神经性、代谢性(或血管纹性)、耳蜗传导性(或机械性)、中枢性和混合性六种类型，病理类型多说明了其发病机制非常复杂。既往研究发现老年性聋与耳蜗细胞的氧化应激和炎症反应增强、耳蜗血管内皮细胞的损伤有关，现阶段对老年性聋发病机制的研究主要集中在微小核糖核酸(miRNA)介导的耳蜗细胞自噬与凋亡、线粒体DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)突变和离子跨膜转运障碍等方面，本文就目前老年性聋发病机制的最新研究进展综述如下。

1 自噬降低

自噬(autophagy)是细胞成分降解和循环再利用的过程，也是细胞清除自身垃圾以及有害物质的有效途径，在应激条件下维持合成和降解之间的代谢平衡方面起着重要的稳态作用。近年来的研究发现，自噬在小鼠成年之前随着年龄增长而升高，在老年时显著降低，表明自噬与老年性聋有关。自噬相关基因ATG5和ATG7的缺陷，会加速毛细胞(hair cell，HC)死亡[2]。老年SAMP8小鼠螺旋神经节细胞(spiral ganglion cell，SGC)的自噬活性降低、自噬流阻滞，不能有效清除由氧化应激和慢性炎症所引起的受损线粒体和异常蛋白，从而诱发耳蜗毛细胞毒性反应[3]。自噬通过以下途径参与了老年性聋的发病机制。

1.1AMPK-mTOR-ULK1信号转导通路异常 自噬受损是听皮层退化的主要原因，调控自噬的AMPK-mTOR-ULK1信号通路起到了抗听皮层衰老的作用。

Yuan等[4]通过对自然老化大鼠听皮层的研究发现，自噬在大鼠听皮层随着年龄的增长而改变，从青年到中年，自噬呈现升高的趋势，自噬相关蛋白 LC3、Beclin1 的表达增加，到老年时下降。AMPK-mTOR-ULK1信号通路参与了大鼠听皮层自噬水平的调控，mTOR可磷酸化ULK1的丝氨酸757位点并降低其活性，从而抑制自噬的发生，而5’-单磷酸腺苷活动蛋白激酶(AMPK)既可以直接激活自噬，也可以通过抑制mTORC1的活性来激活自噬。随着年龄的增长，AMPK活性的下降以及mTOR活性的增高导致了自噬受损，进而诱发听皮层变性。Tsuchihashi等[5]发现AMPK和mTOR下游的重要因子4EBP1所调控的自噬异常是H2O2诱导的听觉细胞老化的主要原因，并且与耳蜗的自噬和AMPK信号通路存在负反馈调控。

1.2沉默信息调节因子(SIRT1)降低 沉默信息调节因子(SIRT1)是一种高度保守的NAD依赖性蛋白脱乙酰基酶，通过对多种非蛋白和组蛋白的去乙酰化作用，参与多种细胞生物学功能。作为一种重要的自噬调节因子，可以延缓老年性聋。Pang[6]发现12月龄C57BL/6小鼠Corti器中的SIRT1 mRNA较2月龄显著降低，SIRT1的降低使LC3-I向LC3-II的转化降低，而p62显著增加。这些结果表明，在老年性聋小鼠Corti器中，随着HC的丢失，SIRT1的表达降低，自噬流减少。有实验发现，对老年C57BL/6小鼠用不同浓度的白藜芦醇处理后，SIRT1的表达增加，自噬活性增强，SGC的退变显著减轻，HC的丢失减少，血管纹(SV)的厚度降低，证实白藜芦醇可通过SIRT1通路激活自噬来延缓老年性聋[7]。

2 耳蜗细胞凋亡增加

细胞凋亡是细胞在应激条件下，由基因调控的主动且有序的自我消亡过程，是维持内环境稳定的重要机制之一。Xuan等[8]研究表明老化小鼠SV动脉粥样硬化导致耳蜗血流量减少，抑制线粒体的氧化磷酸化，耳蜗内大量活性氧(ROS)累积诱发氧化应激，氧化应激又进一步加重线粒体的损伤，通过释放细胞色素C来激活Caspase-3进而诱发耳蜗细胞凋亡。Frisina等[9]发现在老化CBA小鼠耳蜗中，凋亡相关基因的表达随年龄的增长而改变，表明细胞凋亡与老年性聋和耳蜗组织变性有关。衰老耳蜗SGC中的Caspase-3、Bax表达增加，而Bcl-2表达降低，表明SGC的凋亡可能加速老年性聋的进程。

Bcl-2家族在老年性聋中起着重要作用。Yang等[10]发现，正常情况下，Bax位于HC的胞浆内，随着年龄的增长，HC中Bcl-2的低表达会导致Bax表达增加，Bax可以寡聚化并插入线粒体外膜中，调控线粒体外膜的通透性，释放细胞色素C而诱导HC凋亡；同时，Bcl-2的低表达也可使p53释放促凋亡调控因子Bax和Bid，进一步加速HC的凋亡。老年性聋患者的外周血样本中，促凋亡基因Bak1/抗凋亡基因Bcl-2的表达比例显著上调，并且与听阈呈正相关。

Caspase-3是细胞凋亡的执行者，是凋亡过程中最重要的酶。Guo等[11]发现，与对照组相比，D-半乳糖诱导老化小鼠HC中的Caspase-3表达增加，表明 Caspase-3参与了小鼠耳蜗HC的凋亡过程。葛珊珊等[12]发现Caspase-3可诱导衰老C57BL/6J小鼠HC的凋亡，而神经生长因子可通过逆转老龄小鼠HC的凋亡发挥神经保护作用。

3 miRNA表达改变

miRNA是一类高度保守的内源性非编码小RNA，它通过抑制mRNA转录、负调控靶基因的表达，对内耳生长发育起着重要作用。Chen等[13]认为促凋亡和抑制自噬途径中的miRNA表达上调、促增殖和分化途径中的miRNA表达下调参与了老年性聋的进展。

3.1促凋亡miRNA上调 促凋亡miRNA(miR-34a/b/c和miR-29a/b/c家族等)在衰老小鼠耳蜗、听皮层和血浆中表达明显升高，可通过不同途径诱导HC凋亡。在老年性聋中，miR-34a/SIRT1/p53、miR-34a/Bcl-2和miR-29b/SIRT1/PGC-1a信号转导通路与耳蜗HC凋亡密切相关[14～16]。Xiong等[16]发现miR-34a的表达的上调会导致耳蜗细胞凋亡和细胞周期阻滞，其机制是通过miR-34a的靶基因SIRT1及Bcl-2实现的。随着年龄的增长，小鼠HC miR-34a过表达，miR-34a与SIRT1相结合，抑制SIRT1的表达，增加p53的乙酰化，抑制p53靶基因的转录，促进HC的凋亡；敲除miR-34a使SIRT1的表达增加，降低P53的乙酰化和HC的凋亡，证明miR-34a通过抑制p53依赖途径中SIRT1的表达而导致HC凋亡[16]。Bcl-2具有抗细胞凋亡的作用，miR-34a过表达，miR-34a与Bcl-2基因3'-UTR结合使其转录终止，从而使Bcl-2的抗凋亡作用减弱，进而促进HC凋亡[14]。Xue等[15]研究发现，miR-29b过表达可降低SIRT1和PGC-1a而诱发耳蜗线粒体功能障碍和HC的凋亡,证明miR-29b/SIRT1/PGC-1a信号通路参与了老年性聋的发生发展。

3.2抑制自噬的miRNA上调 miR-34a过表达对自噬具有抑制作用。Xiong等[7]研究表明，抑制miR-34a可促进SIRT1的表达而改善线粒体功能，保护耳蜗HC，并通过协同调节线粒体自噬和线粒体生物合成来延缓老年性聋。Pang等[17]研究发现C57BL/6小鼠随着年龄的增长，听皮层退变，原因可能是miR-34a的过表达导致了Atg9A的表达显著下降，p62表达增加，噬菌体聚集，自噬小体-溶酶体融合受损，进而导致HEI-OC1细胞死亡。

3.3促增殖分化的miRNA下调 miR-181、183家族是细胞增殖和分化途径的重要中间介质，miR-181、183家族的下调与耳蜗细胞的衰老有关。Frucht等(2011)观察到miR-181a能加速耳蜗支持细胞的增殖，促进HC的生长，而抑制miR-181a后则使耳蜗细胞再生能力降低，表明miR-181a参与了细胞增殖分化的调控，在听觉细胞再生中起着重要作用。miR-183家族由miR-183、96、182组成，它们在内耳中的表达具有时空性，参与调控内耳的发育，并且在衰老C57小鼠耳蜗中表达水平降低。miR-182过表达可促进耳蜗前体细胞向HC方向分化，而miR-182表达下降可造成耳蜗细胞损伤[18]。此外，miR-15a、miR-18a、miR-124、miR-210和miR-376在保持成人耳蜗的正常功能中也发挥作用，它们的表达缺陷会造成听功能及内耳发育异常，加速老年性聋的进程[19]。

4 mtDNA突变

Kim等[20]用mtDNA突变小鼠与CBA/CAJ小鼠回交育种后，发现小鼠内耳mtDNA缺失率随着年龄的增长而显著增加，表明mtDNA突变在老年性聋的发病过程中起着重要作用。大鼠、小鼠和人体内耳组织与年龄相关的最普遍的mtDNA缺失片段分别为mtDNA 4 834 bp、mtDNA 3 860 bp和mtDNA 4 977 bp，随着年龄的增长，突变率逐渐增高。Li等[21]研究发现，大鼠内耳mtDNA 4 834 bp缺失与耳蜗老化有密切关系。Du等[22]发现C57BL/6J小鼠听觉系统中mtDNA 3 860 bp缺失随着衰老而增加。王致等[23]发现老年性聋患者耳蜗中mtDNA 4 977 bp的缺失较听力正常的受试者增多，从而增加老年性聋的发病风险。

5 钠钾跨膜转运障碍

耳蜗SV是高度血管化的组织，由边缘细胞、基底细胞、中间细胞和毛细血管网等组成。SV中K+通过一系列离子通道及转运蛋白(如各种K+离子通道、Na+-K+-ATP 酶、Na+-K+-2Cl-等)进入内淋巴，使内淋巴液维持低Na+高K+状态，从而维持正常的听力。当上述K+离子的循环代谢发生障碍时，会使耳蜗内电位(endocochlear potential，EP)改变，最终诱发老年性聋。

膜转运蛋白异常、缝隙连接蛋白缺陷和EP生成障碍等都可能导致听力下降。Ding等[24]发现小鼠耳蜗SV侧壁中Na+-K+-ATP酶的活性随着年龄的增长而下降，且下降程度与EP的大小密切相关，这为代谢性或血管纹性老年性聋提供了强有力的证据支持。同时，张志坚等[25]发现老年雌性CBA/J小鼠接受哇巴因(耳蜗SGC的Na+-K+-ATP 酶选择性抑制剂)圆窗渗透给药后, SGC内的神经胶质细胞受到损伤。Liu等[26]的研究表明，衰老C57小鼠耳蜗的Na+-K+-2Cl-蛋白含量逐渐降低，推测Na+-K+-2Cl-异常可能在老年性聋的发病机理中起着重要作用。Zong等[27]认为缝隙连接蛋白26(connexin26，Cx26)缺陷可破坏K+循环，导致K+在HC周围间隙积累并产生毒性，最终损害HC。Fetoni等[28]认为Cx26基因缺陷可加速老年性聋的进展。

6 谷氨酸释放增加与耳蜗突触病变

谷氨酸作为耳蜗内毛细胞(inner hair cell，IHC)与I型SGC之间主要的传入神经递质，对听觉有重要作用。随着年龄的增长，谷氨酸释放水平增加，引起大量Na+流入，少量K+流出，同时伴有Cl-和水分子进入细胞内，导致树突急性水肿，从而引起内耳细胞损伤和功能障碍。

代谢型谷氨酸受体7(metabotropic glutamate receptors 7，GRM7)是存在于SGC、IHC和外毛细胞(outer hair cell，OHC)中的谷氨酸受体基因单核苷酸，在HC和听神经传入树突之间的突触中，GRM7具有调节谷氨酸浓度和传递信息的作用，其多态性与老年性聋关系密切。王文涛等[29]研究了感音神经性聋患者GRM7基因位点的多态性与年龄的相关性，结果显示GRM7rs11928865位点与51～70岁年龄段感音神经性聋易感性相关，而GRM7rs11920109位点无相关性。然而，Chang等[30]发现GRM7rs11928865位点与台湾地区老年性聋无相关性，但与欧洲老年性聋具有显著相关性。

耳蜗突触病变(cochlear synaptopathy，CS)是指IHC和听觉神经纤维之间突触的丧失，可不伴HC数量减少。 Parthasarathy等[31]研究了CBA/Ca小鼠耳蜗神经突触的退化与年龄的关系，通过DPOAEs和ABR评估耳蜗HC和神经元的功能，发现从青年到老年CS逐渐加剧，CS在听阈值或毛细胞计数变化之前很早就出现在整个耳蜗中，表明老年性聋与CS相关。杜政德等[32]用D-半乳糖诱导小鼠衰老模型，探讨CS与老年性聋之间的关系，发现衰老组小鼠耳蜗带状突触数量明显减少，耳蜗IHC线粒体DNA氧化损伤明显加重、线粒体功能下降，ATP产生减少，最终突触前膜囊泡转运所需能量不足，导致耳蜗突触功能障碍和听力损失。

7 胰岛素样生长因子-1与雌激素减少

7.1胰岛素样生长因子-1(IGF-1)减少 IGF-1是一种神经营养因子，主要由肝细胞合成和分泌，具有促进细胞合成代谢，激活细胞生长、增殖和分化等类胰岛素样作用。IGF-1可通过抑制促凋亡基因的表达并调节葡萄糖转运蛋白，从而使HC凋亡减弱。老年人内耳IGF-1的表达量逐渐下降，从而诱发炎症反应并使细胞更新机制失效，加速了老年性聋的发生。Lassale等[33]研究表明，IGF-1的高表达可预防老年人的听力损失。陈冬等(2013)发现小鼠HC、SGC中IGF-1的表达随年龄的增长逐渐减少。IGF-1基因敲除小鼠的寿命明显缩短，并表现出严重的听力障碍、SGC变性和SV损伤[34]。

7.2雌激素减少 雌激素及其相关受体对内耳发育和维持正常听力至关重要。美国一项报道称，老年男性听力障碍的患病率为7.3%，女性为4.8%，女性的听功能好于同龄男性，且听力损失的发生晚于男性[35]。在老年性聋小鼠模型中，雄性的ABR潜伏期较雌性延长[36]。Balogová等[37]发现雌激素受体α和β具有维持内耳稳态的作用，与老年雌性Fischer344大鼠相比，雄性大鼠耳蜗SV的边缘细胞明显退化，听功能障碍加重。Williamson等[38]研究表明雌激素替代疗法可明显改善听力，保护听皮层。雌激素是通过增强抗氧化、抗凋亡和抗炎等作用来延缓老年性聋的进程。一方面雌激素可抑制JNK通路、上调SOD的表达，减少HC中ROS的累积，降低氧化应激对HC的损害，并且可以上调抗凋亡因子Bcl-2和Bcl-xL，使HC免于凋亡。另一方面雌激素可促进HC中脑源性神经营养因子的表达，进而通过特异性TrkB受体使SGC的凋亡下调，对SGC产生保护作用。最近有研究表明，雌激素可通过抑制NOD样受体蛋白3炎性小体(NLRP3)减少耳蜗神经的炎症反应[39]。

综上所述， 老年性聋的发病机制复杂，到目前为止还未能有一种学说能够比较合理、全面地解释老年性聋的发病过程。相信在分子生物学、遗传学、免疫学等多学科知识的支持下，对老年性聋发病机制的研究一定会取得更大的突破和进展，从而为老年性聋的预防和治疗提供帮助，给广大老年性聋患者带来福音。