噪聲性聽力損失對成年小鼠空間學習記憶、海馬神經(jīng)新生和即刻早基因表達的影響.pdf

1、目的:
　　聽力損失(hearing loss，HL)及認知障礙(cognitive impairment,CI)是兩大類嚴重影響人類生活質(zhì)量的高發(fā)病癥。HL與CI的關系早已被關注。近年系列臨床調(diào)查結(jié)果顯示HL是全因癡呆(all-cause dementia)的獨立風險因素，可能促進和加速后者發(fā)生發(fā)展。但由于人群調(diào)研不可避免地受到諸多因素的干擾與限制（例如共同病因的排除、聽力水平對認知測試結(jié)果的影響、疾病機制研究的倫理限制等），H

2、L與CI發(fā)生發(fā)展之關系的本質(zhì)和機制尚未明確，因此需要動物實驗予以證實和揭示。以往噪聲引起CI發(fā)生已有很多報道，且已將噪聲引起的CI與其對海馬神經(jīng)新生的抑制相聯(lián)系。但以往研究均集中于噪聲所致的應激效應對海馬的損傷，而噪聲性聽力損失(noise induced hearing loss，NIHL)的作用完全被忽視。本課題組前期研究顯示，短時噪聲暴露后，機體的應激反應一過性增高，而在應激反應完全恢復很久以后出現(xiàn)CI以及相關海馬神經(jīng)新生的降低，

3、提示HL而非氧化應激的作用。本研究在小鼠利用相同的噪聲建立HL模型，觀察了HL對成年小鼠空間學習記憶的影響，并在不同時間點采用復合指標觀察了HL對海馬神經(jīng)新生的影響，以期證明HL可能通過對海馬形態(tài)和功能的損傷促進CI的發(fā)生發(fā)展。
　　方法:
　　實驗對象和主要檢測指標:采用健康成年雄性CBA小鼠為實驗對象，分為噪聲組和對照組。其中噪聲組動物給予123dB SPL高強度寬帶白噪聲短時暴露2h。通過測試聽覺腦干誘發(fā)電位(audi

4、tory brainstem response，ABR)確定動物聽力閾值，評估其HL程度。以Morris水迷宮(Morris water maze，MWM)檢測動物的空間學習和記憶能力。以細胞分裂標記物，神經(jīng)元標記物結(jié)合樹突密度分析檢測包括存活、分化成熟及神經(jīng)網(wǎng)絡發(fā)育的海馬神經(jīng)新生情況。通過實時定量PCR檢測海馬學習認知相關即刻早基因（immediate early expression genes，IEGs）表達。
　　實驗分組

5、與設計:本實驗通過組間對照，首先檢查在噪聲暴露后短期內(nèi)海馬干細胞庫和細胞新生能力是否改變。主要實驗項目在噪聲暴露后3個月（5月齡）完成。噪聲組和對照組動物按是否接受MWM分為有訓練和無訓練兩個亞組。訓練結(jié)束后，取腦組織檢測各項海馬神經(jīng)新生相關指標。
　　結(jié)果:
　　在噪聲后一周內(nèi)比較噪聲組和對照組海馬干細胞和新生細胞數(shù)量，排除應激損傷的作用。在噪聲后三個月通過噪聲組和對照組組間比較，確定NIHL對空間學習記憶能力、海馬神經(jīng)新

6、生能力的影響及與HL程度的關聯(lián)性。通過組內(nèi)有/無(MWM)訓練亞組之間的差異確定各組內(nèi)MWM對海馬新生細胞的拯救效應。進一步，通過比較NIHL組和對照組MWM的拯救效應的差異明確HL對訓練之拯救效應的抑制。最后，采用類似分析明確HL對學習記憶即刻早基因表達的影響。
　　結(jié)論:
　　本研究利用高強度噪聲短時暴露迅速建立了雙側(cè)中-重度HL小鼠模型。在噪聲暴露后一周內(nèi)未發(fā)現(xiàn)噪聲組和對照組之間海馬干細胞庫和新生細胞數(shù)量的明顯差異，說

7、明本實驗所用短期噪聲的應激反應不影響海馬干細胞庫和細胞新生能力。在HL建立后3個月發(fā)現(xiàn)在NIHL動物有如下缺陷:(1)空間學習和記憶能力明顯低于同齡對照動物;(2) MWM對海馬神經(jīng)新生的促進效應減弱，包括新生細胞存活減少，其分化為成熟神經(jīng)元的比例顯著降低，參與認知活動的神經(jīng)元數(shù)量減少，海馬中與學習相關的多個基因的表達明顯低于對照;(3)神經(jīng)元樹突分枝數(shù)量及樹突總長度顯著減少。
　　以上實驗結(jié)果提示:本實驗所用NIHL導致動物海馬

8、相關空間認知功能的減退，海馬細胞新生下降，該效應與應激反應無關。雖然所檢測的空間認知與聽覺沒有直接關系，但是聽覺輸入的減少可能影響海馬的整體功能，導致海馬神經(jīng)新生相關指標（細胞增殖、存活、神經(jīng)元分化及神經(jīng)網(wǎng)絡整合）降低，學習訓練對新生細胞的拯救效應減弱;學習訓練不能有效誘導海馬內(nèi)學習記憶相關即刻早基因的表達等等。HL動物學習相關基因表達的缺陷可能是其學習相關海馬神經(jīng)新生的晚期過程（包括神經(jīng)元的分化、以及樹突分枝復雜度所代表的神經(jīng)網(wǎng)絡形成