次聲作用對大鼠海馬Nestin與PSA-NCAM表達的影響.pdf

1、次聲是指頻率為0.0001～20Hz范圍內的聲波，其廣泛存在于人類生存的環(huán)境中，具有穿透能力強、衰減小的特點。次聲對人體的原發(fā)性作用機制是生物共振，大量研究結果表明，次聲作用于人體和動物可產(chǎn)生一系列生物效應，其中中樞神經(jīng)神經(jīng)系統(tǒng)是次聲的敏感部位。以往研究發(fā)現(xiàn)一定參數(shù)次聲作用可引起動物學習、記憶功能下降，可能與海馬神經(jīng)元的損傷有關，隨著作用時間的延長，強度的增加，損傷逐漸加重，但作用一定時間后，損傷會降低，說明腦組織對次聲作用產(chǎn)生了適應性

2、，而且次聲停止作用后，隨時間延長各損傷指標逐漸恢復，說明不同參數(shù)（8Hz/16Hz，90-130dB)的次聲作用一定時間引起機體的損傷是可逆的，有關次聲性腦損傷后大鼠腦組織自我修復功能的研究國內外尚未見報道。
　　神經(jīng)干細胞(neural stem cells,NSCs)是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有自我更新能力并且能夠分化產(chǎn)生成熟腦細胞(包括神經(jīng)元、星形膠質細胞和少突膠質細胞)的多潛能細胞。成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在兩個NSCs聚集

3、區(qū)：側腦室的腦室下區(qū)（Subventricular zone,SVZ）和海馬齒狀回的顆粒下層（Subgranular zone,SGZ）。各種腦損傷包括腦缺血能激活腦內“靜息”的神經(jīng)干細胞，并促進其增殖、遷移和分化，新生成的神經(jīng)元能部分替代和修復損傷的神經(jīng)元，從而在一定程度上改善缺損的神經(jīng)功能。所以我們認為次聲性腦損傷也會引起神經(jīng)干細胞的增殖遷移能力增強，參與受損神經(jīng)的修復，從而導致次聲作用后隨著時間的延長動物腦組織損傷程度逐漸降低。<

4、br>　　巢蛋白(Nestin)屬于第Ⅵ類中間絲蛋白，是哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)先祖細胞中一種主要的細胞骨架蛋白，主要在胚胎期神經(jīng)前體細胞和神經(jīng)干細胞一過性表達。巢蛋白表達的時空順序與前體細胞朝終末分化方向發(fā)育為成熟細胞的過程相匹配；腦缺血、創(chuàng)傷以及理化等因素造成的損傷可誘導其重新表達。是目前識別神經(jīng)干細胞的重要標志蛋白，已被廣泛應用來標記神經(jīng)干細胞。并且巢蛋白可作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷時最早、快速應答的敏感標志物，可能與神經(jīng)細胞的修復有關。

5、>　　神經(jīng)細胞粘附分子(neural cell adhesion molecule,NCAM)是一類調節(jié)細胞與細胞、細胞與細胞外基質間粘附作用的膜表面糖蛋白，多聚唾液酸（polysiali cacid,PSA）可與NCAM特異結合，調節(jié)細胞間的相互作用。PSA的增加可以降低細胞間的粘附力，便于神經(jīng)的生長以及結構的重塑。實驗證實，在神經(jīng)生長發(fā)育以及受損階段，腦中有大量PSA-NCAM表達，提示其參與了神經(jīng)的發(fā)育以及損傷后的修復。而且大量的

6、研究表明，PSA-NCAM在NSCs的遷移過程中扮演著重要角色，直接反映NSCs的遷移能力。
　　本實驗采用第四軍醫(yī)大學在中國科學院聲學研究所和航天工業(yè)總公司第41所的指導和協(xié)作下建成的、聲源為電動揚聲器的次聲壓力倉系統(tǒng)及檢測系統(tǒng)。輸出參數(shù)為16Hz，90dB/130dB，每天大鼠暴露于次聲倉2h，分別作用1、7、14、21d，于次聲結束后不同時間取腦進行免疫組織化學（抗生物蛋白——生物素——過氧化物酶復合物法，ABC）染色，觀察

7、各組大鼠海馬巢蛋白以及多聚唾液酸神經(jīng)細胞粘附分子的表達情況，探討次聲作用對大鼠海馬神經(jīng)干細胞增殖與遷移能力的影響。
　　結果發(fā)現(xiàn)：
　?。?）168只SD大鼠隨機分為16Hz，130dB次聲作用組（n=120）、16Hz，90dB次聲作用組（n=24）以及對照組（n=24）。次聲作用組大鼠暴露于16Hz，130dB和90dB的次聲，2h/d,分別作用1、7、14和21d。16Hz,130dB組在次聲作用結束后又分為結束當日、

8、恢復7d、14d、21d和28d后組，取腦進行巢蛋白（Nestin）免疫組化染色，結果顯示：①130dB組從作用1d開始大鼠海馬中Nestin陽性細胞數(shù)量開始增加，隨著作用次數(shù)增加而增多，14d達到高峰，21d下降，但仍然高于對照組；90dB組大鼠各時間點Nestin表達均比130dB組弱。②次聲停止作用后，130dB組大鼠海馬Nestin表達于恢復7d達到高峰，其后表達逐漸下降，28d達最低值。
　?。?）96只SD大鼠隨機分為

9、16Hz，130dB次聲作用組和對照組，將次聲作用組大鼠暴露于16Hz，130dB的次聲，2h/d，分別作用1、7、14和21d，采用免疫組織化學染色方法觀察次聲作用后不同時間點及暴露結束后即日、7d和14d大鼠海馬PSA-NCAM的表達情況。研究發(fā)現(xiàn)：從次聲作用1d開始大鼠海馬PSA-NCAM陽性染色開始增加，連續(xù)作用14d達到高峰，21d有所降低，但仍高于對照組，次聲停止作用后，海馬PSA-NCAM表達逐漸下降，14d后達最低值，但

10、仍高于對照組。
　　以上實驗結果提示，16Hz，90dB/130dB次聲作用，可引起大鼠海馬Nestin和PSA-NCAM表達增加，而且隨著次聲的強度增加，作用次數(shù)的增多，大鼠海馬Nestin和PSA-NCAM表達也逐漸增高，至14d達到高峰。由于神經(jīng)干細胞增殖后會遷移到受損部位分化成新的神經(jīng)元，部分替代和修復受損的神經(jīng)元，維護神經(jīng)功能，此時的損傷導致增殖的神經(jīng)干細胞數(shù)目大量增多。14d后Nestin、PSA-NCAM表達開始降低

11、，可能由于次聲作用14d后一部分神經(jīng)干細胞分化形成新的神經(jīng)元以修復受損神經(jīng)，從而減輕了次聲性腦損傷的程度，導致增殖和遷移的神經(jīng)干細胞數(shù)目也大大減低，這也許是造成實驗動物腦組織對次聲多次作用產(chǎn)生適應性的原因之一。次聲停止作用后，隨著時間的延長，受損程度逐漸降低，Nestin與PSA-NCAM表達逐漸下降，神經(jīng)干細胞增殖與遷移能力也逐漸降低，說明其參與了次聲后腦損傷的修復機制。本實驗闡述了次聲損傷后的修復機制，為以后更好的防護次聲提供了新的