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(nèi)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(jié)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(guān)，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(guān)次聲性腦損傷后大鼠腦組織自我修復功能的研究國內(nèi)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(zhì)細胞和少突膠質(zhì)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(cè)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(nèi)“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(guān)。

5、>　　神經(jīng)細胞粘附分子(neural cell adhesion molecule,NCAM)是一類調(diào)節(jié)細胞與細胞、細胞與細胞外基質(zhì)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(jié)合，調(diào)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　（1）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(jié)束后又分為結(jié)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(jié)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(jié)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(jié)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