老年小鼠噪声性听力损失后耳蜗时序转录组分析揭示急性免疫反应与修复相关通路

《Molecular Neurobiology》：Time-Series Transcriptome Analysis of the Older Adult Mouse Cochlea After Noise-Induced Hearing Loss Reveals an Acute Immune Response and Recovery-Associated Pathways

　　语 为阐明老年群体噪声性听力损失（NIHL）的分子机制，研究人员对17月龄C57BL/6NTac-Cdh23ahl小鼠进行115 dB SPL宽带噪声暴露，通过时序转录组分析发现：噪声暴露24小时后耳蜗激活干扰素α/β、IL-17等急性炎症通路；72小时至1周出现胶原降解、胰岛素样生长因子（IGF）运输、雌激素受体信号及钾离子通道上调，伴随巨噬细胞浸润螺旋韧带。该研究首次揭示老年耳蜗噪声损伤后的动态分子响应，为靶向治疗NIHL及相关认知衰退风险提供关键窗口依据。

　　

随着全球人口老龄化加剧，噪声性听力损失（Noise-Induced Hearing Loss, NIHL）已成为影响超过5%人口的健康问题，尤其与认知衰退风险密切关联。尽管NIHL在年轻动物模型中的研究已较为深入，但其在老年群体中的分子机制仍属空白。近期发表于《Molecular Neurobiology》的一项研究首次聚焦老年小鼠耳蜗在噪声暴露后的动态转录组变化，揭示了年龄特异性损伤与修复通路的时间规律。

为探究老年耳蜗对噪声的响应机制，研究团队选用平均17月龄的C57BL/6NTac-Cdh23^ahl小鼠（相当于人类50-60岁），通过115 dB SPL宽带噪声暴露2小时建立NIHL模型。听觉功能测试（DPOAE、ABR）证实噪声引起听阈显著升高，且在72小时至1周出现部分恢复。研究采用多时间点（24小时、72小时、1周）采样策略，通过RNA测序（RNA-seq）结合Ingenuity Pathway Analysis（IPA）通路富集分析，系统解析耳蜗转录组动态变化，并利用免疫组化验证巨噬细胞浸润。

关键实验方法概述

研究通过噪声暴露模型诱导听力损伤，采用听觉脑干反应（ABR）和畸变产物耳声发射（DPOAE）评估听功能；取噪声后24小时、72小时及1周时间点耳蜗组织进行RNA-seq，差异表达基因（DEG）经IPA工具分析富集通路；免疫荧光染色（抗IBA1、MHCII抗体）量化螺旋韧带和螺旋神经节区域巨噬细胞及活化巨噬细胞数量。

研究结果

1. 听功能部分恢复伴随波I潜伏期与振幅变化

噪声暴露24小时后，DPOAE与ABR阈值均显著升高（p<0.0001），72小时起中频区（8-18 kHz）出现恢复，但1周时仍未回归基线。ABR波I潜伏期在24小时延长，72小时开始缩短；波I振幅24小时下降，72小时后恢复，提示突触功能可逆性损伤。

2. 转录组揭示急性炎症与后期修复通路时序激活

差异基因分析发现，24小时组 vs 对照组共有1018个DEG（647个上调），72小时组1087个DEG（733个上调），1周组724个DEG（475个上调）。IPA显示：

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  24小时：干扰素α/β信号（-log₁₀(p)=2.58）、IL-17信号等炎症通路显著激活，伴随白细胞迁移、ROS释放等生物功能上调。
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  72小时：胶原降解通路（如Mmp3、Mmp12）及雌激素受体信号激活，钙调蛋白Calm4表达骤增。
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  1周：钾离子通道相关基因（Kcnh5、Kcnj2等）、GABA受体激活及IGF运输通路（Igfbp3、Pappa2）上调，固醇合成基因表达增强。

3. 免疫细胞浸润证实晚期巨噬细胞聚集

免疫染色显示，噪声后1周螺旋韧带IBA1+巨噬细胞（p=0.0074）和MHCII+活化巨噬细胞（p=0.0371）数量显著增加，而螺旋神经节区域无显著变化，提示免疫反应具区域特异性。

结论与意义

本研究首次绘制老年小鼠耳蜗噪声损伤后的时序分子图谱，明确急性炎症反应（24小时）先于修复通路（72小时至1周）激活的规律。关键发现包括：

1. 1.
   年龄共性：老年耳蜗保留与年轻模型相似的炎症启动机制，如干扰素通路激活；
2. 2.
   老年特异性修复窗口：后期胶原重塑、激素信号（IGF、雌激素）及离子通道调控可能为老年NIHL干预提供新靶点；
3. 3.
   技术启示：批量RNA-seq有效捕获ECM等非细胞成分变化，但未来需结合单细胞技术解析细胞异质性。
   该研究为开发年龄适配的NIHL治疗策略奠定理论基础，尤其针对噪声暴露后不同时间点的通路干预具有临床转化潜力。