研究背景长期暴露于噪声环境会引起噪声性听力损失（NIHL）,NIHL是世界范围内感音神经性听力损失最重要的原因之一,在世界范围内NIHL导致的听力损失也已成为一项重大公共卫生问题。NIHL的听力学特征和病理特征已有较为深入和确切的研究,表现为听阈的升高和内耳感觉毛细胞的不可逆性损伤与丢失,但NIHL的病理生理学机制比较复杂,目前尚不清楚。已有的研究表明NIHL的发生发展可能与氧化应激损伤、钙离子超载、谷氨酸-谷氨酰胺循环障碍、炎症因子瀑布反应、遗传易感性等机制有关,但确切机制尚不明确,是亟需解决的基础与转化研究问题。氧化应激损伤是NIHL发病的公认诱因之一,研究报道暴露于创伤性噪音环境时可以导致感觉毛细胞活性氧（ROS）的异常积累,并可能触发致死性的级联反应,然而也有研究表明ROS依赖性的分子信号对细胞的稳态维持和存活也有积极的影响,ROS作为一把双刃剑,在NIHL的发生发展中可能具有双重作用,值得我们深入探究。缺氧诱导因子1α（HIF-1α）作为转录因子可以调控细胞的物质能量代谢,尤其是细胞的糖酵解能力,研究表明HIF-1α与ROS之间存在调节与响应,并且HIF-1α在预防听力损失和保护感觉毛细胞方面也有一定的作用。结合以上证据,本研究拟探究ROS能否通过HIF-1α调控感觉毛细胞的物质能量代谢,并尝试进一步挖掘NIHL发生发展过程中ROS过载起到的具体作用,以明确NIHL的发病机制,寻找可能的保护性治疗靶点。研究方法本研究使用过氧化氢叔丁醇（t-BHP）刺激体外培养的感觉毛细胞HEI-OC1细胞,构建ROS过载的体外HEI-OC1细胞模型。在细胞模型中,通过开展线粒体含量、ATP含量、葡萄糖摄取能力、乳酸释放能力、细胞氧消耗率（OCR）与细胞外酸化率（ECAR）、糖酵解途径酶的表达等体外实验,以明确ROS过载对感觉毛细胞能量代谢的影响;此外,检测ROS过载的体外HEI-OC1细胞模型HIF-1α的表达变化,并通过小干扰RNA（siRNA）抑制Hiflα基因的表达,明确ROS对HEI-OC1细胞能量代谢的影响是否由HIF-1α介导。本研究在C57BL/6小鼠中建立了 NIHL模型,通过检测噪声暴露前后动物模型听性脑干反应（ABR）和畸变产物耳声发射（DPOAE）阈值的变化,明确NIHL的听力学特征;通过免疫荧光检测NIHL动物模型感觉毛细胞氧化应激水平、HIF-1α表达以及糖酵解途径酶的表达,以验证体外研究。研究结果本研究使用80 μM的t-BHP刺激HEI-OC1细胞4小时,成功构建了 ROS过载的体外HEI-OC1细胞模型。在细胞模型中证明:ROS过载可以导致HEI-OC1细胞线粒体损伤,但细胞ATP产生没有显著降低,ROS过载的体外HEI-OC1细胞表现为葡萄糖摄取能力增加、乳酸释放能力增强、OCR减小、ECAR增大、糖酵解相关酶表达升高,同时过载的ROS导致HEI-OC1细胞HIF-1α的表达增加。使用siRNA抑制Hif1α基因表达后,ROS过载导致HEI-OC1细胞的代谢改变被部分逆转。本研究通过连续两天给予C57BL/6小鼠声压级（SPL）为110 dB的噪声刺激2小时,成功构建NIHL动物模型,NIHL小鼠模型的ABR与DPOAE阈值均显著升高,并且NIHL小鼠的感觉毛细胞内氧化应激水平升高、HIF-1α与糖酵解途径相关酶的表达也均有升高。研究结论本研究表明,噪声导致感觉毛细胞内的ROS异常积累,增加的ROS诱导HIF-1α的稳定性增加,HIF-1α作为糖酵解的关键上游调控因子,促进葡萄糖摄取增加以及糖酵解途径激活。ROS的积累可以使线粒体结构与功能的破坏,导致线粒体呼吸能力损伤,增加的糖酵解途径可以补偿线粒体能量供应的不足,维持细胞内ATP的产生处于代偿状态,以保证细胞的存活。本研究通过体内外实验,证实了 ROS介导的HIF-1α上调通过重塑糖代谢来抵抗氧化应激损伤,在NIHL发生发展的过程中对感觉毛细胞可能具有一定的保护作用。本研究有助于我们更加全面客观地认识ROS在NIHL中的作用。