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1寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院（寧波315000）

2寧波市第一醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科（寧波 315000）

老年性耳聾，即年齡相關(guān)性聽力下降(Agerelated hearing loss,AHL)，是指隨著年齡增長(zhǎng)，雙耳對(duì)稱性的進(jìn)行性聽力下降，早期以高頻聽力損失為主，緩慢累及中頻與低頻聽力。隨著人口老齡化不斷加劇，AHL發(fā)病率逐漸增加，已成為聽力殘疾的首要因素[1]。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的估計(jì)，全球患有聽力殘疾的人數(shù)從1985年的4,200萬增加到2011年的3.6億[2]。全球約有10%的人因聽力損失而影響交流，在65歲以上的老年人中，這一比例上升至40%[3]。AHL早期往往無明顯癥狀，故發(fā)現(xiàn)時(shí)已經(jīng)發(fā)病較長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)于發(fā)病時(shí)間長(zhǎng)的進(jìn)展到中重度以上的AHL患者，聽覺器官已發(fā)生不可逆退行性變，此時(shí)傳統(tǒng)診斷治療方法意義明顯受限。和傳統(tǒng)方法相比，基因診斷治療可從根本上防治AHL。

長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA,ln-cRNA）是一類長(zhǎng)度大于200個(gè)核苷酸的非編碼RNA，既能在基因水平上調(diào)控染色體的修飾、轉(zhuǎn)錄、剪接、RNA的運(yùn)輸和翻譯等過程，也可以在細(xì)胞水平上調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化、凋亡、應(yīng)激等病理生理過程[4]。哺乳動(dòng)物基因組中約有10000個(gè)ln-cRNA[5]，幾乎存在于所有類型的細(xì)胞，與許多生物體的生理、病理生物學(xué)過程有著根本聯(lián)系。

近年來，lncRNA已成為基因診斷治療中的一個(gè)熱門方向，與腫瘤、心血管疾病、糖尿病、阿茨海默癥等多種年齡相關(guān)性疾病有關(guān)[6-9]。lncRNA還與膽脂瘤、外耳道鱗癌等耳科疾病密切相關(guān)[10,11]。Su等[12]人研究發(fā)現(xiàn)AHL小鼠耳蝸中存在lncRNA的表達(dá)失衡，其中88個(gè)顯著上調(diào)和46個(gè)顯著下調(diào)，這些失調(diào)的lncRNA可能對(duì)耳蝸毛細(xì)胞的存活產(chǎn)生有利或有害影響并參與AHL的發(fā)病。因此，闡明ln-cRNA參與AHL的病理機(jī)制可為AHL的防治提供新方法。

AHL受遺傳、噪聲、耳毒性物質(zhì)、疾病等多因素影響[5,13]。本文主要就其中遺傳、噪聲和疾病角度，對(duì)可能參與AHL發(fā)病的lncRNA進(jìn)行綜述。

1 lncRNA與遺傳

遺傳因素決定了老化的過程，是AHL的主要病因之一[14]。目前已知的AHL的易感基因有線粒體 DNA，DFNA18、DFNA5和染色體 8q24、EDN1等[15]。雖然lncRNA與AHL的遺傳性研究較少,但以下lncRNA證明，兩者可能存在緊密聯(lián)系。

1.1 線粒體相關(guān)lncRNA

線粒體突變是首次發(fā)現(xiàn)的非綜合征性聽力損失的分子缺陷，許多遺傳性線粒體突變與聽力損失有關(guān)，線粒體突變已被認(rèn)為是導(dǎo)致AHL的原因之一[16]。線粒體DNA突變使ATP生成減少，從而影響耳蝸毛細(xì)胞等能量需求較多的組織，進(jìn)而引起AHL[17]。lncRNA作為重要的基因調(diào)控因子，參與了線粒體的基因調(diào)控[18]。

lncRNA Aw112010正向調(diào)節(jié)線粒體的生物發(fā)生以維持線粒體功能，其參與AHL的發(fā)病機(jī)制為：沉默Aw112010的表達(dá)可降低HEI-OC1細(xì)胞中的ATP水平、線粒體膜電位和細(xì)胞活力，增加氧化應(yīng)激下線粒體ROS的產(chǎn)生；Aw112010過表達(dá)可促進(jìn)HEI-OC1細(xì)胞的存活；Aw112010基因敲除降低了HEI-OC1細(xì)胞的線粒體質(zhì)量和線粒體的生物發(fā)生。Aw112010介導(dǎo)的線粒體生物發(fā)生在維持毛細(xì)胞動(dòng)態(tài)平衡方面發(fā)揮重要作用，為開發(fā)基于ln-cRNA的AHL治療藥物提供了潛在的靶點(diǎn)[12]。

Ak005401是位于12號(hào)染色體上的有1392個(gè)堿基對(duì)的lncRNA，它在海馬缺血損傷時(shí)其表達(dá)顯著增加，抑制PI3K/Akt通路激活，促進(jìn)ROS產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致線粒體功能障礙和細(xì)胞凋亡[19]，可進(jìn)一步影響AHL的發(fā)病。

1.2 聽覺系統(tǒng)中l(wèi)ncRNA的表達(dá)與作用

Schrauwen I等通過手術(shù)收集未發(fā)生聽力異常的病人的耳蝸、球囊、橢圓囊、壺腹組織后，對(duì)上述內(nèi)耳組織進(jìn)行了RNA-seq檢測(cè)，并于2015年發(fā)表了成人內(nèi)耳轉(zhuǎn)錄本綜合數(shù)據(jù)庫，其中有多個(gè)ln-cRNA與耳聾相關(guān)[20]。由于倫理等原因，人類內(nèi)耳組織較難獲得，而lncRNA具有保守性，小鼠的內(nèi)耳組織在發(fā)育和功能上都與人類器官高度相似[21]，小鼠耳蝸感覺上皮中存在linc_Sox9、linc_Tle1等多種lncRNA，參與了內(nèi)耳的病理生理過程，在調(diào)節(jié)聽力和平衡方面發(fā)揮重要作用，也可能參與了AHL的發(fā)病[22]。

研究發(fā)現(xiàn)2種lncRNA與耳聾相關(guān)基因Mir-96和Gata3非常接近，分別將它們稱為L(zhǎng)inc_Mir96和Linc_Gata3[22]。Mir-96在AHL中作用重大，Mir-96種子區(qū)突變與人的遺傳性耳聾DFN50家系存在共分離[23]。且我們前期研究發(fā)現(xiàn)，Mir-96的表達(dá)隨著小鼠月齡增加而減少[24]。與AHL相關(guān)基因Mir-96接近的Linc_Mir96內(nèi)含子中含有Mir-183/96/182簇的pri-microRNA，由此可以推測(cè)Linc_Mir96可能在Mir-96位點(diǎn)的轉(zhuǎn)錄調(diào)控程序中發(fā)揮作用[21]。Gata3在甲狀旁腺、聽覺系統(tǒng)等發(fā)育中起著重要作用，Gata3的突變也與AHL密切相關(guān)[25]。

MEG3基因是存在于內(nèi)耳的lncRNA，經(jīng)證實(shí)，其在人內(nèi)耳各部位均有高表達(dá)，其中耳蝸中表達(dá)最高[20]。小鼠內(nèi)耳中，MEG3的表達(dá)具有時(shí)空性，通過結(jié)合RNA結(jié)合蛋白，在小鼠內(nèi)耳發(fā)育早期調(diào)控耳泡的形成，發(fā)育晚期調(diào)控細(xì)胞分化；在成人的耳蝸中，維持內(nèi)毛細(xì)胞（inner hair cells,IHCs）和特異性Ⅰ型螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元（Type I spiral ganglion neurons,SGNⅠ）細(xì)胞連接，并負(fù)責(zé)將電信號(hào)傳遞到大腦聽覺中樞，可在不同時(shí)間調(diào)控AHL的發(fā)病[26]，亦可作為AHL防治的潛在靶目標(biāo)。

多個(gè)lncRNA在小鼠不同區(qū)域、不同時(shí)期聽覺前腦的表達(dá)有顯著差異，從出生后7天到成年的小鼠，lncRNA Gm13905、1500015l24rik在內(nèi)側(cè)膝狀體中的表達(dá)水平隨著年齡的增長(zhǎng)而顯著上調(diào)，而ln-cRNA H19、Gm4926的表達(dá)水平顯著下調(diào)。此外，在初級(jí)聽覺皮層，lncRNA Gm16291和Gm26747均隨年齡升高而上調(diào)，lncRNA Rp24-86o15.2和A430048g15rik均顯著下調(diào)[27]。因此，AHL的病理過程不僅與內(nèi)耳組織相關(guān)，和中央聽覺通路也有一定關(guān)聯(lián)[14]。因此，上述隨著年齡增長(zhǎng)而顯著上調(diào)、下調(diào)的lncRNA，或可用于AHL早期的基因診斷。

2 lncRNA與噪聲

噪聲是最常見的環(huán)境和職業(yè)暴露之一，長(zhǎng)期暴露于噪聲中是老年性聾發(fā)病的重要因素。一項(xiàng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：將Wistar大鼠暴露于噪聲中會(huì)影響老年性聾的發(fā)病，可能使老年性聾的患病年齡提前[28]。Feng S等[29]人模擬長(zhǎng)期70 dB聲壓級(jí)“白”噪聲環(huán)境噪聲，觀察其對(duì)C57BL/6J小鼠內(nèi)耳的影響。從中發(fā)現(xiàn)環(huán)境噪聲提高了小鼠的聽力閾值，降低了聽覺反應(yīng)幅度，加重了年齡相關(guān)性聽力損失(AR-HL)的范圍和程度。

Wang N等[30]研究了男性紡織廠工人在噪聲影響下耳聾患者中l(wèi)ncRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)lncRNA LOC101928211和lncRNA LOC101928804的表達(dá)顯著增加，lncRNA BANCR的表達(dá)顯著降低。以往的研究中，lncRNA BANCR是一種腫瘤促進(jìn)基因，可促進(jìn)胃癌細(xì)胞增殖和抗凋亡，可以發(fā)現(xiàn)，在耳聾的發(fā)病機(jī)制中，lncRNA BANCR也可起到抗凋亡的作用[31]。上述lncRNA在慢性聽力損失發(fā)病機(jī)理中起著獨(dú)特的作用，并且可能是新的潛在生物標(biāo)志物[30]。

長(zhǎng)期暴露在噪聲中會(huì)增加耳蝸中ROS的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致耳蝸細(xì)胞氧化性DNA損傷，最終引起細(xì)胞凋亡、壞死[32]。lncRNA HOTAIR參與氧化應(yīng)激、細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期和凋亡，血清中差異表達(dá)的HOTAIR有助于調(diào)節(jié)噪聲性聽力損傷[33]。此外，HOTAIR可以通過與EZH2的相互作用來控制細(xì)胞周期，敲除HOTAIR或EZH2會(huì)抑制細(xì)胞周期進(jìn)展[34]。噪聲相關(guān)lncRNA可通過前文提及的機(jī)制影響AHL的發(fā)生。因此，早期篩查AHL易感人群對(duì)降低AHL的發(fā)生率具有重要意義。

3 lncRNA與疾病

3.1 lncRNA與血管病變

由于內(nèi)耳血管的解剖學(xué)特點(diǎn)，血管病變導(dǎo)致的微循環(huán)障礙被認(rèn)為是多種耳聾病因的共同通路[35]。AHL與耳蝸的微循環(huán)障礙也有一定的關(guān)系，隨著年齡增長(zhǎng)引起血管硬化可導(dǎo)致內(nèi)耳血液循環(huán)障礙和聽神經(jīng)組織變性，從而誘發(fā)耳聾。血管疾病是老年人的最常見的疾病之一，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，三高組（高血壓、高血脂、高血糖）患者的平均聽閾高于非三高組，提示高血壓、高血脂、高血糖均為AHL的危險(xiǎn)因素[36]。

內(nèi)皮細(xì)胞在血管疾病中起著至關(guān)重要的作用，Wang等[37]人發(fā)現(xiàn)lncRNA OIP5-AS1通過調(diào)節(jié)糖原合成酶激酶-3β（Glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β）和EZH2來促進(jìn)ox-LDL處理的血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。同時(shí)，OIP5-AS1的敲除增強(qiáng)了ox-LDL處理的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（Human umbilical vein endothelial cells,HUVECs）的活力，抑制了細(xì)胞凋亡以及LDH的釋放[38]。還有研究發(fā)現(xiàn)，lncRNA ANCR可能通過激活自噬來抑制血管平滑肌細(xì)胞（Vas-cular smooth muscle cells,VSMCs）的成骨分化，從而減輕動(dòng)脈鈣化，在血管鈣化中起保護(hù)作用[39]。上述lncRNA參與血管內(nèi)皮損傷、血管鈣化的血管病變均會(huì)導(dǎo)致微循環(huán)障礙，可能進(jìn)一步影響AHL的發(fā)病,是未來AHL基因治療的潛在途徑。

3.2 lncRNA與慢性炎癥

炎癥是保護(hù)個(gè)體免受感染和組織損傷的自衛(wèi)反應(yīng)，但慢性炎癥也可引起多種年齡相關(guān)疾病包括AHL、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等[40]。與年幼小鼠相比，老年小鼠的耳蝸中共有731個(gè)基因（379個(gè)上調(diào)和352個(gè)下調(diào)）差異表達(dá)，尤其是炎癥相關(guān)基因[41]。目前已知炎癥與AHL可能的機(jī)制：隨著身體的衰老，機(jī)體對(duì)促炎蛋白的調(diào)節(jié)能力變差，細(xì)胞和病原體的反應(yīng)分子逐漸累積，最終導(dǎo)致人體自身組織結(jié)構(gòu)的破壞[40]。慢性低度炎癥是發(fā)生AHL的病理和生理過程的關(guān)鍵因素，這一過程受到許多l(xiāng)ncRNA的調(diào)節(jié)[33]。自噬是調(diào)節(jié)炎癥引起的細(xì)胞損傷的一個(gè)重要過程，很多神經(jīng)退行性疾病都存在著自噬和凋亡現(xiàn)象[42]。Yan等[43]的研究表明，lncRNA BDNF-AS在MPTP誘導(dǎo)的帕金森?。≒arkinson’s disease,PD）模型和多巴胺神經(jīng)元中表達(dá)上調(diào)，而BDNF-AS基因敲除可明顯促進(jìn)細(xì)胞增殖，同時(shí)抑制MPP+處理的SH-SY5Y細(xì)胞凋亡和自噬。在年齡相關(guān)性疾病包括AHL中，自噬水平隨著年齡的增長(zhǎng)而降低[42]，因此進(jìn)一步了解慢性炎癥相關(guān)lncRNA及其機(jī)制，可以使我們對(duì)老年性聾研究更深一步。

3.3 lncRNA與認(rèn)知障礙

Quaranta等[44]對(duì)比了AHL和認(rèn)知障礙的患病率，發(fā)現(xiàn)聽力障礙與老年性認(rèn)知功能障礙密切相關(guān)，且隨著認(rèn)知障礙程度的加重，聽力障礙患病率增高。阿爾茨海默癥（Alzheimer’s disease,AD）是一種復(fù)雜的神經(jīng)退行性疾病，為最常見的老年性認(rèn)知功能障礙[45]。LncRNA MALAT1位于染色體11q13上，是由8828個(gè)核苷酸組成的長(zhǎng)基因間非編碼 RNA（Long intergene non-coding RNAs,lin-cRNA）[46]。研究發(fā)現(xiàn)在AD中，MALAT1過表達(dá)可抑制神經(jīng)元凋亡和炎癥反應(yīng)，促進(jìn)神經(jīng)突生長(zhǎng)。且MALAT1反向調(diào)控Mir-125b的表達(dá)，同時(shí)降低IL-6水平[47]。阻斷IL-6通路可以改善聽力[48]，這可能會(huì)使MALAT1成為未來治療聽力損失的潛在途徑。

4 結(jié)語

AHL是一個(gè)重大的社會(huì)公共衛(wèi)生問題，隨著人口老齡化加劇，AHL發(fā)病率增加，加重了社會(huì)負(fù)擔(dān)，老年化社會(huì)的臨近使AHL防治更為迫切[49]。研究參與AHL的lncRNA及其機(jī)制為開展AHL中基于lncRNA的療法提供了潛在的靶點(diǎn)，為AHL的防治開辟了新的途徑。但lncRNA與AHL的研究尚處于起步階段，大多數(shù)lncRNA在AHL中的功能和作用機(jī)制我們?nèi)圆煌耆宄F(xiàn)已將文中提及的ln-cRNA與老AHL相關(guān)作用機(jī)制歸納總結(jié)（見表1）。相信隨著研究的深入、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的大量開展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，AHL的基因診斷及基因治療必將取得突破，AHL的防治將會(huì)進(jìn)入全新時(shí)代。

表1 文中提及的lncRNA與AHL相關(guān)作用機(jī)制Table 1 The mechanism of lncRNA mentioned in this paper is related to AHL