miR-34a调节SIRT1信号参与老年性聋发病的机制研究及干预策略

The mechanisms underlying age-related hearing loss (AHL) remains largely unknown. Recent research revealed miR-34a modulates cellular senescence through SIRT1 signaling. Our previous study identified miR-34a activated p53 via down-regulating SIRT1 and induced apoptosis in HEI-OC1 auditory cells. Activation of miR-34a/SIRT1/p53 signaling in the cochlea correlated with loss of hair cells and AHL in C57BL/6 mice. Resveratrol, a SIRT1 activator, could attenuate HEI-OC1 cell death induced by overexpression of miR-34a and/or oxidative stress and delay the onset of AHL in C57BL/6 mice. Moreover, circulating miR-34a level was elevated in patients with AHL. The aim of this study is to elucidate the role of miR-34a/SIRT1 signaling in the pathogenesis of AHL and the effects of some SIRT1 activators and miR-34a inhibitors on the prevention of AHL using auditory electrophysiological, molecular biological and gene overexpression/knockout techniques. Additionally, the relationship of circulating miR-34a/SIRT1 signaling molecules with AHL will be also investigated. Hopefully we could provide novel therapeutic targets and promising biomarkers for the prevention and treatment of AHL.

老年性聋（AHL）的发病机制尚未阐明。新近研究已揭示miR-34a通过调节“长寿基因”SIRT1的表达参与细胞和器官的衰老过程。我们前期研究证实miR-34a通过下调SIRT1活化p53，从而诱导体外HEI-OC1毛细胞死亡。miR-34a/SIRT1/p53信号在耳蜗中的激活与老年C57小鼠毛细胞死亡及听力损失显著相关。SIRT1激活剂白藜芦醇在体外实验中能减轻miR-34a上调和/或氧化应激诱导的毛细胞死亡，体内应用能延缓C57小鼠AHL的发生。此外AHL患者外周血miR-34a的表达也明显升高。本项目拟采用听觉电生理、分子生物学及基因过表达/敲除技术探索miR-34a调节SIRT1信号在C57小鼠发生AHL过程中所发挥的作用及多种信号激活/抑制剂延缓AHL的效果，同时研究外周血miR-34a及SIRT1信号与AHL发生发展的关系，为防治AHL提供新思路、干预靶点及可能的生物学标记物。

老年性聋（AHL）的发病机制尚未阐明。我们前期研究证实miR-34a/SIRT1信号的激活促进耳蜗毛细胞的死亡，与老年性聋动物模型C57BL/6小鼠的听力下降密切相关。本课题旨在进一步探讨miR-34a/SIRT1信号介导毛细胞衰老及死亡的具体机制。首先，我们发现老年C57BL/6小鼠耳蜗miR-34a表达升高，自噬流明显受损，可能与毛细胞死亡与听力下降有关。随后在HEI-OC1细胞的体外实验发现miR-34a过表达可通过下调自噬相关蛋白ATG9 a抑制自噬溶酶体的融合，继而导致毛细胞的死亡。下调SIRT1同样可以通过抑制ATG9 a活性影响自噬流，促进毛细胞的死亡。应用miR-34a抑制剂UCDA或SIRT1激活剂白藜芦醇可部分逆转miR-34a诱导的自噬流抑制和细胞死亡。以上结论提示miR-34a/SIRT1信号可通过调节自噬流影响耳蜗毛细胞活性，继而导致毛细胞死亡及老年性聋的发生（Cell Death and Disease, 2017; Neurobiology of Aging, 2019）。此外，在HEI-OC1毛细胞的体外实验中我们还发现H2O2诱导的氧化应激可以激活细胞线粒体自噬，同时抑制线粒体生成，最终损害细胞线粒体功能，导致细胞死亡。通过药物抑制miR-34a/SIRT1信号通路可以增强线粒体自噬及线粒体生成水平，缓解毛细胞的氧化应激损伤。在C57BL/6小鼠中我们发现线粒体自噬及线粒体生成水平随年龄上调，食物中添加SIRT1激活剂白藜芦醇可以平衡线粒体自噬及线粒体生成水平，减少毛细胞及螺旋神经节的缺失，延缓AHL的发生。与野生型小鼠相比，SIRT1过表达小鼠更迟出现听力下降（Neurobiology of Aging, 2019）。另外，我们发现C57BL/6小鼠外周血miR-34a水平明显增加，并与听力损失及毛细胞缺失明显相关。随后的临床实验再次证实AHL患者外周血miR-34a水平较年龄匹配的正常听力者明显增加。我们认为外周血miR-34a水平极有可能成为AHL的生物标志物（Experimental Gerontology, 2016）。总之，我们的研究证实miR-34a/SIRT1信号通路可通过调节毛细胞线粒体功能和自噬水平影响细胞功能，在年龄相关性毛细胞死亡及老年性聋的发病中发挥重要作用。