噪声暴露引起耳蜗损伤机制的研究 噪声所致耳蜗毛细胞表达NF-κB中维生素E的调节

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  【摘要】 目的 探讨维生素E在噪声暴露引起的大白鼠听力损伤有明显的保护作用及机制。方法 健康雄性纯种Wistar大鼠9只,鼠龄2~3个月,体质量180~200 g,由长春市高新开发区实验动物中心提供(清洁级)。无噪声暴露及耳毒性药物使用史,耳廓反射正常,实验前清洁外耳道,显微镜下检查均无中耳炎。以听阈、耳蜗基底膜铺片及免疫荧光染色为指标,观察大白鼠在稳态噪声持续暴露之前30 d至暴露后7 d,灌维生素E及生理盐水,对大白鼠听觉脑干电位分析和耳蜗外毛细胞(OHC)丢失率分析及NF-κB在耳蜗毛细胞中表达定量分析。结果 维生素E在噪声暴露后大白鼠听力阈值明显低于单纯噪声组,OHC丢失率也明显降低,免疫荧光染色结果显示VE干预组的耳蜗细胞表达NF-κB的强度低于单纯噪声组(P   1.5 统计学方法 采用Fluoview FV 1000激光共聚焦显微镜分析软件分析基因表达相对荧光强度,使用Sigma Stat.2.03(sigma)统计软件,采用one way ANOVA检验,P0.05),均有非常显著的差异(P[1-5];这些变化导致微循环障碍,耳蜗血流下降,内耳供血不足,内外淋巴液氧张力下降[6,7]。血管改变引起的局部缺血缺氧,造成了耳蜗内环境的代谢紊乱,HC代谢障碍,酶系统的功能障碍,从而细胞出现包括Corti器形态结构的损伤和声电转换的功能障碍等一系列病理生理改变。最近研究表明[8],噪声引起代谢性损伤首先对两个结构产生破坏,一是可影响静纤毛结构,从而造成耳蜗微机械结构的改变,二是使IHC过量释放神经介质,从而影响神经传导。有研究表明,噪声暴露可破坏耳蜗的抗氧化体系,导致氧化和抗氧化失衡,从而在耳蜗产生大量活性氧自由基。过量的氧自由基可以攻击生物膜,使膜发生脂质过氧化(LPO),诱发LPO的大量产生,影响细胞内的重要生化反应,对耳蜗组织产生损伤。VE通过自身被氧化成生育醌,从而将ROO-转变为化学性质不活泼的ROOH,中断脂类过氧化的连锁反应,有效抑制脂类过氧化作用,保护细胞免受不饱和脂肪酸氧化产生的毒性物质的伤害,在防止衰老,抗肿瘤等方面起着重要的作用。VE本身具有产生酚氧基的结构,产生的酚氧基能够猝灭并能同单线态氧反应,保护不饱和脂肪酸免受单线态氧损伤。还可以被阴离子自由基和羟自由基氧化,使不饱和脂肪酸免受自由基攻击,从而抑制脂肪酸的自动氧化。VE不仅对生物膜的结构和功能有较好的保护作用[9],还能迅速捕捉自由基,生成的生育酚自由基又可进一步与另一个分子自由基反应生成非自由基生育醌,故抗氧化能力较强[10]。�
  NF-κB是一类具有多向转录调节作用的核蛋白因子,存在于多种组织的多种细胞中,具有广泛的生物学活性激活后参与许多基因的转录调控,在感染、炎症反应、氧化应激、细胞增生等过程中发挥作用。近年的研究表明NF-κB与细胞凋亡的关系密切,其参与多种凋亡相关基因的转录调控在肿瘤的发生发展过程中发挥重要作用。多种细胞外刺激信号可激活NF-Κb,如细胞因子IL-1 TNF-a及活性氧自由基等[11,12]席恺等[13]采用豚鼠耳蜗缺血-再灌注损伤模型,观察耳蜗组织形态功能变化与NF-κB、TNF-α表达的关系。结果发现,缺血组及缺血再灌注各组的NF-κB在耳蜗各转SV,IHC,OHC和SGC各部位表达随时间延长逐渐增强,再灌注24 h组达高峰。而TNF-a表达水平与NF-κB表达一致。认为耳蜗缺血过程中大量产生的活性氧刺激,NF-κB被激活,诱导TNF-α分泌增加,而缺血再灌注各组TNF-α水平加强,反过来会进一步激活NF-κB,形成恶性循环,加重缺血损伤的程度。Fujioka 等[14]采用RT-PCR方法分析噪声暴露后大鼠耳蜗组织细胞因子表达变化,发现噪声暴露后早期TNF-a、IL-1a和IL-6表达急剧增加。笔者的实验结果显示,噪声暴露后7 d的耳蜗毛细胞中表达NF-κB的荧光强度明显强于正常耳蜗。笔者推测噪声引起TNF-a增高,TNF-a与其特异性跨膜受体TNFR结合后,在胞质中形成肿瘤坏死因子受体相关死亡结构域(TRADD)受体,作用蛋白(RIP)肿瘤坏死因子受体相关因子(TRAF2)的复合物,诱导NIK表达,作用于IκB同时激酶IKK。在蛋白酶的作用下,磷酸化的IκB从p50/p65异源二聚体上降解进而p50/p65异源二聚体活化进入胞核中发挥转录活性,促进凋亡相关基因的表达,诱导细胞凋亡。笔者发现NF-κB高峰表达时期,毛细胞形态学主要特征是核肿胀,而且有文献证实,此刻发生的细胞学改变,部分可逆,基于NF-κB与细胞死亡存在双向调节关系: 既可抑制细胞死亡也可促进细胞死亡,笔者推测早期的NF-κB增高可能具有抑制细胞死亡作用,而耳蜗组织中持续高表达NF-κB则是促进细胞凋亡。Carcamo等[15]的研究发现,VE能够抑制培养的人类多种组织来源的细胞系NF-κB活性,通过抑制TNF诱导的NIK激活和IKK激酶活性。在本实验中发现,VC和GSH干预组耳蜗表达NF-κB水平与单纯噪声组没有明显差别,而VE干预组的NF-κB表达水平与单纯噪声组相比明显降低。提示不同的刺激信号对NF-κB激活和信号通路不同,也可能VC和GSH介导噪声保护的途径与VE不同。Chen等[16]在实验中见到增加细胞外谷胱甘肽水平时,能增加对TNF诱导NF-κB活化和对凋亡的耐受。Carlson等[17]应用维生素治疗脓毒血症,发现VE能够通过降低NF-κB活性,抑制线粒体细胞色素C释放,接触细胞因子释放,改善心肌收缩功能。Calfee-Mason等[18]研究发现饮食补充VE能够抑制镇静安眠剂诱导的NF-κB激活。�
  
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