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目的目前,流行病学研究表明,职业噪声暴露会导致高血压、冠心病、中风等心血管疾病的发病率的增加,但是大部分都是横断面的调查,而且结果仍存在争议,并且分子生物学机制仍不清楚。本学位论文拟在职业人群中研究噪声暴露对工人血压、线粒体DNA(mtDNA)拷贝数及线粒体分裂和融合蛋白表达的影响及其影响因素,并在动物实验中进一步验证噪声对心血管系统的影响以及对线粒体损伤的效应。方法在人群研究中,于2018年选取浙江省某纺织厂作业工人249名作为研究对象,根据其参加本次研究时的噪声暴露工龄将对象分为<1y组,1-4y组和≥4y组,各组分别有76人、97人和76人。采用自行设计的调查问卷收集研究对象的一般人口学信息和职业相关信息。对研究对象的血压水平和高血压患病率进行比较,并对有差异的指标进一步分析,建立回归模型分析其影响因素。采集人群EDTA抗凝外周静脉血后,提取外周血基因组DNA,使用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测mtDNA拷贝数水平,比较<1y组,1-4y组和≥4y组三组研究对象之间的mtDNA拷贝数水平,建立回归模型分析其影响因素。于2019年对2018年所有研究对象进一步追踪调查,噪声与血压和高血压患病率以及mtDNA拷贝数的关系研究步骤和方法同2018年。采用酶联免疫法检测2018年暴露人群外周血血浆中线粒体融合蛋白和分裂蛋白表达水平,比较2018年<1y组,1-4y组和≥4y组其表达水平差异并分析其影响因素。在动物实验中,将6-8周龄约200g/只成年雄性SD大鼠40只随机分成4组,分别为对照组,55dB组,85dB组和103dB组,每组10只,分为两笼,每笼5只。所有的实验大鼠给予正常的食物和水及光照。对照组不予以处理,使用爱华噪声发声仪发出4kHz的正弦波信号,噪声强度分别为55dB、85dB、103dB,将对应组别的实验大鼠分别在该噪声环境中暴露2小时每天。于15d和30d分别处死各组5只大鼠并收集外周血和心肌组织。分离外周血血浆检测血脂水平和血管紧张素Ⅱ水平,提取心肌组织和外周血基因组DNA、RNA检测mtDNA拷贝数和线粒体分裂融合基因(MFN2、OPA1、DRP1、FIS1)mRNA表达水平,检测心肌组织中线粒体分裂、融合蛋白表达水平。结果人群研究中,2018年,<1y组,1-4y组和≥4y组研究对象的年龄分别是36.00(12.00)、37.00(12.00)、43.00(7.00)岁,三组年龄存在显著差异(P<0.001)。三组研究对象接受高中及以上的教育的工人分别占38.10%、47.62%、14.29%,三组的教育程度分布存在显著差异(P<0.05)。BMI、性别、吸烟、饮酒、工作模式、耳塞佩戴在三组间的分布均无显著性差异(P>0.05)。<1y组,1-4y组,≥4y组研究对象的血压分别是 122.00(19.00)/74.00(12.00)mmHg、121.00(16.00)/75.00(13.00)mmHg和131.00(19.00)/77.00(13.00)mmHg,三组之间SBP水平存在统计学差异,≥4y组研究对象的的SBP显著高于<1y组(P<0.05),而DBP变化无显著差异。回归分析结果显示SBP水平的变化与研究对象的年龄、性别和BMI显著相关而与噪声暴露无显著相关。2019年,<1y组,1-4y组,≥4y组研究对象的血压水平分别是122.50(15.00)/78.50(11.00)mmHg、123.00(18.00)/78.00(12.00)mmHg 和 127.50(18.00)/81.00(14.00)mmHg,三组间 SBP/DBP 变化无统计学差异(P>0.05)。2018年<1y组,1-4y组,≥4y组的高血压患病率分别是13.16%、17.53%和21.05%,三组研究对象的高血压患病率差异无统计学意义(P>0.05);2019年三组研究对象的高血压患病率分别是14.47%、15.46%和30.26%,高血压患病率随着工龄的升高呈显著上升趋势(P<0.05),≥4y组的高血压患病率显著高于<1y组和1-4y组(P<0.01)。mtDNA拷贝数检测结果显示,2018年<1y组、1-4y组和≥4y组研究对象的外周血基因组COX1和ND1 mtDNA拷贝数均存在显著差异,1-4y组和≥4y组研究对象的mtDNA拷贝数较<1y组显著降低(P<0.01)。而2019年<1y组、1-4y组和≥4y组研究对象的COX1与ND1 mtDNA拷贝数均无显著性差异(P>0.05)。回归分析显示,2018年拷贝数的下降与噪声的暴露分组有关,≥4y组的mtDNA拷贝数显著低于<1y组。与2018年相比较,<1y组,1-4y组研究对象2019年的COX1和ND1mtDNA拷贝数下降均具有统计学意义(P<0.001),而≥4y组研究对象2019年mtDNA拷贝数与2018年无显著差异(P>0.05)。线粒体分裂和融合蛋白表达检测结果显示,2018年<1y组,1-4y组研究对象血浆中的FIS1蛋白表达水平分别是1.50(1.75)、1.42(3.04)、1.19(1.54)ng/mL,MFN2 蛋白表达水平分别是 2.98(1.60)、2.84(1.14)、3.39(1.68)ng/mL。三组之间FIS1的表达水平无显著差异(P>0.05),而MFN2的表达水平有显著差异,≥4y组MFN2的表达水平显著高于1-4y组(P<0.05)。在动物实验中,噪声暴露15d后,对照组、55dB组、85dB组和103dB组大鼠的外周血血浆中的血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)水平无显著差异;噪声暴露30d后,四组大鼠血浆中AngⅡ水平存在显著差异,85dB组和103dB组大鼠外周血血浆中的AngⅡ水平均显著高于对照组(P<0.01)。噪声暴露15d对大鼠外周血血脂水平无显著影响,但噪声暴露30d后,各组间低密度脂蛋白(LDL)水平具有显著差异,与对照组相比,85dB组的低密度脂蛋白水平显著升高(P<0.05)。组织病理学检查显示,85dB组与103dB组大鼠的心肌纤维较对照组大鼠有肿胀发生,心肌纤维存在扭曲变形。透射电子显微镜下观察发现线粒体超微结构发现噪声暴露组线粒体膜肿胀破裂,内室空化,嵴断裂。检测线粒体功能发现,噪声暴露15d后,对照组、55dB组、85dB组和103dB组大鼠的心肌组织线粒体膜电位无显著差异(P>0.05);而噪声暴露30d后,四组大鼠线粒体膜电位存在显著差异,与对照组相比,85dB组和103dB组的线粒体膜电位下降,差异具有统计学意义(P<0.05)。mtDNA拷贝数检测发现,噪声暴露15d后,无论是心肌组织DNA还是外周血基因组DNA,对照组、55dB组、85dB组和103dB组大鼠的COX1和ND1mtDNA拷贝数均存在显著差异(P<0.05),与对照组比较,85dB组和103dB组mtDNA拷贝数显著下降(P<0.05)。而噪声暴露30d后,无论是心肌组织DNA还是外周血基因组DNA,对照组、55dB组、85dB组和103dB组之间COX1和ND1 mtDNA的拷贝数差异均无统计学意义(P>0.05)。在心肌组织中,噪声暴露15d后,对照组和噪声暴露组大鼠的分裂融合基因(MFN2、OPA1、DRP1、FIS1)mRNA表达水平的差异均具有显著性意义(P<0.05),其中85dB组和103dB组大鼠的MFN2、OPA1、和DRP1 mRNA水平显著高于对照组,103dB组大鼠的FIS1 mRNA表达水平显著高于对照组(P<0.05)。噪声暴露30d后,对照组、55dB组、85dB组和103dB组四组大鼠心肌组织MFN2、OPA1和DRP1 mRNA表达水平变化无显著差异(P>0.05),而DRP1 mRNA表达水平存在显著差异,与对照组相比,55dB组、85dB组和103dB组大鼠的DRP1 mRNA表达水平显著降低(P<0.05)。外周血基因组中,噪声暴露15d和30d后,对照组、55dB组、85dB组和103dB组大鼠的MFN2、OPA1、DRP1、FIS1 mRNA表达水平均无显著性差异(P>0.05)。ELISA蛋白定量结果显示,在15d噪声暴露后,对照组、55dB组、85dB组和103dB组大鼠心肌组织中的MFN2和OPA1蛋白表达水平存在显著差异,103dB组大鼠心肌组织MFN2水平较对照组显著升高,55dB组、85dB组和103dB组大鼠的OPA1水平均显著高于对照组(P<0.05),而DRP1以及FIS1蛋白表达水平变化无统计学意义(P>0.05)。30d噪声暴露后各组大鼠心肌组织MFN2和OPA1蛋白以及DRP1以及FIS1蛋白表达水平均无显著差异(P>0.05)。结论职业性噪声暴露会增加工人患高血压的风险,并可致暴露人群外周血基因组mtDNA拷贝数下降及MFN2蛋白表达上升。噪声处理可致大鼠血管紧张素Ⅱ水平升高、低密度脂蛋白上升、mtDNA拷贝数的下降、线粒体分裂融合基因mRNA表达紊乱和线粒体融合蛋白表达水平的升高。噪声暴露所致的线粒体损伤可能与心血管疾病有关。