Tau蛋白在次聲致大鼠神經(jīng)退行性樣改變中的表達(dá)及作用.pdf

1、背景:
　　次聲波（infrasound）是一種人耳聽閾范圍之外頻率低于20Hz的聲波。自然界（地震、海嘯等）和人類的社會生產(chǎn)生活活動（風(fēng)力發(fā)電、火箭發(fā)射、船舶發(fā)動、載人航天飛船等）產(chǎn)生大量的次聲波，隨著工業(yè)、交通、能源等的飛速發(fā)展，其在環(huán)境水平中的比重不斷增加。但是由于次聲波具有頻率較低、波長長等固有物理特點(diǎn)，使得次聲波的物理防護(hù)較困難。研究顯示，高強(qiáng)度的次聲波會對人員的多組織器官造成損害，特別是次聲波對CNS（Central

2、nervous system，中樞神經(jīng)系統(tǒng)）的作用效應(yīng)，一直是研究的熱點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)：8Hz，130dB次聲波暴露2周后，行為學(xué)實(shí)驗(yàn)觀察到經(jīng)過長期次聲暴露后的實(shí)驗(yàn)動物，在水迷宮檢測中的空間認(rèn)知能力明顯降低。此外，一定聲壓級水平次聲暴露后，實(shí)驗(yàn)動物的大腦皮質(zhì)、海馬等超微結(jié)構(gòu)、腦神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)Ca2+離子分布、NOS mRNA和iNOS mRNA表達(dá)、海馬內(nèi)GFAP表達(dá)等均發(fā)生一定程度的改變。由此可見，高強(qiáng)度次聲波可造成廣泛的腦組織損傷、神經(jīng)元超

3、微結(jié)構(gòu)異常、神經(jīng)營養(yǎng)因子表達(dá)水平下降，最終導(dǎo)致神經(jīng)退行性樣改變及認(rèn)知能力受損等。因此，深入研究次聲暴露對CNS的生物學(xué)效應(yīng)不僅對于保護(hù)公眾及職業(yè)暴露人員的健康是非常重要的，同時(shí)也為次聲防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的建立提供必要的理論支撐。
　　目的:
　　生物共振是次聲波作用于人體器官的重要途徑，已知人腦的固有頻率在8Hz左右，當(dāng)次聲波的頻率為8Hz時(shí)，次聲能量以共振的方式傳遞給CNS，進(jìn)而產(chǎn)生一系列的生物學(xué)效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)：長時(shí)間高強(qiáng)度次聲波會

4、造成人精神錯(cuò)亂、癲狂、休克驚厥、思維能力喪失嚴(yán)重者甚至死亡。然而，次聲波到底是通過何種機(jī)制導(dǎo)致神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的損傷，甚至引發(fā)神經(jīng)退行性病變的，其效應(yīng)機(jī)理仍不明確。最近研究顯示，Tau蛋白在AD和Tau蛋白相關(guān)疾病中引發(fā)神經(jīng)退行性病變及認(rèn)知功能障礙中發(fā)揮著重要的作用，那么較高強(qiáng)度的次聲波的暴露是否也會通過 Tau蛋白及其磷酸化形式的過度增多進(jìn)而引發(fā)神經(jīng)退行性樣改變甚至認(rèn)知功能的障礙呢？本課題從Tau蛋白與次聲致CNS損傷之間的關(guān)系入手，探索

5、次聲暴露引起的神經(jīng)系統(tǒng)退行性樣改變的作用機(jī)制。為次聲暴露對CNS作用效應(yīng)研究尋找新的思路，也為次聲損傷防治提供新的藥物靶點(diǎn)。
　　內(nèi)容：
　　（1）建立次聲暴露大鼠模型，8Hz、130dB次聲波，每天2h暴露。對次聲暴露后的大鼠進(jìn)行心內(nèi)灌注取材，進(jìn)行固定、脫水、包埋完成大鼠腦海馬組織切片，對海馬組織切片進(jìn)行 HE、尼氏、Tunel染色法染色、免疫組織化學(xué)染色，探索次聲損害對大鼠海馬區(qū)Tau蛋白及神經(jīng)元凋亡的影響。此外，急性剝

6、離大鼠腦組織并提取海馬組織蛋白及上清液，運(yùn)用Western-blot、ELisa方法檢測次聲暴露后的大鼠海馬區(qū)Tau蛋白及P-Tau（磷酸化Tau蛋白）表達(dá)的變化情況。
　?。?）建立與上相同的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，次聲暴露后的大鼠進(jìn)行心內(nèi)灌注取材等操作，完成海馬組織切片。通過免疫熒光化學(xué)染色方法檢測次聲暴露后的大鼠海馬區(qū)磷酸化CaMKII（鈣調(diào)依賴性蛋白激酶）表達(dá)的變化情況。
　?。?）建立藥物干預(yù)措施，于次聲暴露前大鼠腹腔注射Ca2

7、+拮抗劑。運(yùn)用免疫組織化學(xué)染色方法檢測腹腔注射Ca2+拮抗劑對大鼠海馬區(qū)Tau蛋白及P-Tau（磷酸化Tau蛋白）表達(dá)的影響。
　　結(jié)果：
　?。?）8Hz、130dB次聲暴露，7d、14d會引起海馬區(qū)神經(jīng)元細(xì)胞的凋亡，Tunel染色顯示凋亡細(xì)胞數(shù)目比對照組增多（P＜0.05)。8Hz、130dB次聲暴露后大鼠海馬區(qū)Tau蛋白表達(dá)呈現(xiàn)隨暴露時(shí)間延長增多的趨勢。在所觀察各組中，14d組Tau蛋白表達(dá)量增加最顯著，較7d組、1d

8、組和對照組明顯增多（P＜0.05)，7d組較1d組和對照組增多（P＜0.05)，1d組與對照組無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p＞0.05)。且14d次聲暴露后Tau蛋白的表達(dá)在作用后1h和6h是最強(qiáng)的，24h后就有所降低，但依然較對照組的效應(yīng)明顯（P＜0.05)。P-Tau在7d組和14d組呈現(xiàn)較高水平的表達(dá)與1d組與對照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05)，且14d組表達(dá)量明顯多于7d，二者相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05)。
　　（2）8Hz、130

9、dB次聲暴露后大鼠海馬區(qū)磷酸化CaMKII（pT286-CaMKII）在暴露14d后均明顯增高，與對照組、1d組、7d組均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05)。
　　（3）次聲暴露大鼠在運(yùn)用鈣離子阻滯劑干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)腹腔注射鈣離子阻滯劑這種方法并不能使海馬區(qū)Tau蛋白和P-Tau蛋白的表達(dá)有所降低。海馬區(qū)的Tau蛋白和P-Tau蛋白表達(dá)依然呈現(xiàn)隨著次聲暴露時(shí)間的延長而增加的趨勢。
　　結(jié)論：
　　8Hz、130dB次聲暴露，大鼠