噪聲性聽力損失對(duì)成年小鼠空間學(xué)習(xí)記憶、海馬神經(jīng)新生和即刻早基因表達(dá)的影響.pdf

1、目的:
　　聽力損失(hearing loss，HL)及認(rèn)知障礙(cognitive impairment,CI)是兩大類嚴(yán)重影響人類生活質(zhì)量的高發(fā)病癥。HL與CI的關(guān)系早已被關(guān)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(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素，可能促進(jìn)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(duì)認(rèn)知測(cè)試結(jié)果的影響、疾病機(jī)制研究的倫理限制等），H

2、L與CI發(fā)生發(fā)展之關(guān)系的本質(zhì)和機(jī)制尚未明確，因此需要?jiǎng)游飳?shí)驗(yàn)予以證實(shí)和揭示。以往噪聲引起CI發(fā)生已有很多報(bào)道，且已將噪聲引起的CI與其對(duì)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(yīng)激效應(yīng)對(duì)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(shí)噪聲暴露后，機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng)一過性增高，而在應(yīng)激反應(yīng)完全恢復(fù)很久以后出現(xiàn)CI以及相關(guān)海馬神經(jīng)新生的降低，

3、提示HL而非氧化應(yīng)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(duì)成年小鼠空間學(xué)習(xí)記憶的影響，并在不同時(shí)間點(diǎn)采用復(fù)合指標(biāo)觀察了HL對(duì)海馬神經(jīng)新生的影響，以期證明HL可能通過對(duì)海馬形態(tài)和功能的損傷促進(jìn)CI的發(fā)生發(fā)展。
　　方法:
　　實(shí)驗(yàn)對(duì)象和主要檢測(cè)指標(biāo):采用健康成年雄性CBA小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，分為噪聲組和對(duì)照組。其中噪聲組動(dòng)物給予123dB SPL高強(qiáng)度寬帶白噪聲短時(shí)暴露2h。通過測(cè)試聽覺腦干誘發(fā)電位(audi

4、tory brainstem response，ABR)確定動(dòng)物聽力閾值，評(píng)估其HL程度。以Morris水迷宮(Morris water maze，MWM)檢測(cè)動(dòng)物的空間學(xué)習(xí)和記憶能力。以細(xì)胞分裂標(biāo)記物，神經(jīng)元標(biāo)記物結(jié)合樹突密度分析檢測(cè)包括存活、分化成熟及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)育的海馬神經(jīng)新生情況。通過實(shí)時(shí)定量PCR檢測(cè)海馬學(xué)習(xí)認(rèn)知相關(guān)即刻早基因（immediate early expression genes，IEGs）表達(dá)。
　　實(shí)驗(yàn)分組

5、與設(shè)計(jì):本實(shí)驗(yàn)通過組間對(duì)照，首先檢查在噪聲暴露后短期內(nèi)海馬干細(xì)胞庫(kù)和細(xì)胞新生能力是否改變。主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在噪聲暴露后3個(gè)月（5月齡）完成。噪聲組和對(duì)照組動(dòng)物按是否接受MWM分為有訓(xùn)練和無訓(xùn)練兩個(gè)亞組。訓(xùn)練結(jié)束后，取腦組織檢測(cè)各項(xiàng)海馬神經(jīng)新生相關(guān)指標(biāo)。
　　結(jié)果:
　　在噪聲后一周內(nèi)比較噪聲組和對(duì)照組海馬干細(xì)胞和新生細(xì)胞數(shù)量，排除應(yīng)激損傷的作用。在噪聲后三個(gè)月通過噪聲組和對(duì)照組組間比較，確定NIHL對(duì)空間學(xué)習(xí)記憶能力、海馬神經(jīng)新

6、生能力的影響及與HL程度的關(guān)聯(lián)性。通過組內(nèi)有/無(MWM)訓(xùn)練亞組之間的差異確定各組內(nèi)MWM對(duì)海馬新生細(xì)胞的拯救效應(yīng)。進(jìn)一步，通過比較NIHL組和對(duì)照組MWM的拯救效應(yīng)的差異明確HL對(duì)訓(xùn)練之拯救效應(yīng)的抑制。最后，采用類似分析明確HL對(duì)學(xué)習(xí)記憶即刻早基因表達(dá)的影響。
　　結(jié)論:
　　本研究利用高強(qiáng)度噪聲短時(shí)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(duì)照組之間海馬干細(xì)胞庫(kù)和新生細(xì)胞數(shù)量的明顯差異，說

7、明本實(shí)驗(yàn)所用短期噪聲的應(yīng)激反應(yīng)不影響海馬干細(xì)胞庫(kù)和細(xì)胞新生能力。在HL建立后3個(gè)月發(fā)現(xiàn)在NIHL動(dòng)物有如下缺陷:(1)空間學(xué)習(xí)和記憶能力明顯低于同齡對(duì)照動(dòng)物;(2) MWM對(duì)海馬神經(jīng)新生的促進(jìn)效應(yīng)減弱，包括新生細(xì)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(rèn)知活動(dòng)的神經(jīng)元數(shù)量減少，海馬中與學(xué)習(xí)相關(guān)的多個(gè)基因的表達(dá)明顯低于對(duì)照;(3)神經(jīng)元樹突分枝數(shù)量及樹突總長(zhǎng)度顯著減少。
　　以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示:本實(shí)驗(yàn)所用NIHL導(dǎo)致動(dòng)物海馬

8、相關(guān)空間認(rèn)知功能的減退，海馬細(xì)胞新生下降，該效應(yīng)與應(yīng)激反應(yīng)無關(guān)。雖然所檢測(cè)的空間認(rèn)知與聽覺沒有直接關(guān)系，但是聽覺輸入的減少可能影響海馬的整體功能，導(dǎo)致海馬神經(jīng)新生相關(guān)指標(biāo)（細(xì)胞增殖、存活、神經(jīng)元分化及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)整合）降低，學(xué)習(xí)訓(xùn)練對(duì)新生細(xì)胞的拯救效應(yīng)減弱;學(xué)習(xí)訓(xùn)練不能有效誘導(dǎo)海馬內(nèi)學(xué)習(xí)記憶相關(guān)即刻早基因的表達(dá)等等。HL動(dòng)物學(xué)習(xí)相關(guān)基因表達(dá)的缺陷可能是其學(xué)習(xí)相關(guān)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(fù)雜度所代表的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)形成