论文摘要
次声是指频率为0.0001～20Hz范围内的声波,其广泛存在于人类生存的环境中,具有穿透能力强、衰减小的特点。次声对人体的原发性作用机制是生物共振,大量研究结果表明,次声作用于人体和动物可产生一系列生物效应,其中中枢神经神经系统是次声的敏感部位。以往研究发现一定参数次声作用可引起动物学习、记忆功能下降,可能与海马神经元的损伤有关,随着作用时间的延长,强度的增加,损伤逐渐加重,但作用一定时间后,损伤会降低,说明脑组织对次声作用产生了适应性,而且次声停止作用后,随时间延长各损伤指标逐渐恢复,说明不同参数（8Hz/16Hz,90-130dB）的次声作用一定时间引起机体的损伤是可逆的,有关次声性脑损伤后大鼠脑组织自我修复功能的研究国内外尚未见报道。神经干细胞（neural stem cells, NSCs）是指中枢神经系统中具有自我更新能力并且能够分化产生成熟脑细胞（包括神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞）的多潜能细胞。成年哺乳动物中枢神经系统中存在两个NSCs聚集区:侧脑室的脑室下区（Subventricular zone, SVZ）和海马齿状回的颗粒下层（Subgranular zone, SGZ）。各种脑损伤包括脑缺血能激活脑内“静息”的神经干细胞,并促进其增殖、迁移和分化,新生成的神经元能部分替代和修复损伤的神经元,从而在一定程度上改善缺损的神经功能。所以我们认为次声性脑损伤也会引起神经干细胞的增殖迁移能力增强,参与受损神经的修复,从而导致次声作用后随着时间的延长动物脑组织损伤程度逐渐降低。巢蛋白（Nestin）属于第Ⅵ类中间丝蛋白,是哺乳动物神经系统先祖细胞中一种主要的细胞骨架蛋白,主要在胚胎期神经前体细胞和神经干细胞一过性表达。巢蛋白表达的时空顺序与前体细胞朝终末分化方向发育为成熟细胞的过程相匹配;脑缺血、创伤以及理化等因素造成的损伤可诱导其重新表达。是目前识别神经干细胞的重要标志蛋白,已被广泛应用来标记神经干细胞。并且巢蛋白可作为中枢神经系统损伤时最早、快速应答的敏感标志物,可能与神经细胞的修复有关。神经细胞粘附分子（neural cell adhesion molecule, NCAM）是一类调节细胞与细胞、细胞与细胞外基质间粘附作用的膜表面糖蛋白,多聚唾液酸（polysialic acid, PSA）可与NCAM特异结合,调节细胞间的相互作用。PSA的增加可以降低细胞间的粘附力,便于神经的生长以及结构的重塑。实验证实,在神经生长发育以及受损阶段,脑中有大量PSA-NCAM表达,提示其参与了神经的发育以及损伤后的修复。而且大量的研究表明,PSA-NCAM在NSCs的迁移过程中扮演着重要角色,直接反映NSCs的迁移能力。本实验采用第四军医大学在中国科学院声学研究所和航天工业总公司第41所的指导和协作下建成的、声源为电动扬声器的次声压力仓系统及检测系统。输出参数为16Hz,90dB/130dB,每天大鼠暴露于次声仓2h,分别作用1、7、14、21d,于次声结束后不同时间取脑进行免疫组织化学（抗生物蛋白——生物素——过氧化物酶复合物法,ABC）染色,观察各组大鼠海马巢蛋白以及多聚唾液酸神经细胞粘附分子的表达情况,探讨次声作用对大鼠海马神经干细胞增殖与迁移能力的影响。结果发现:（1）168只SD大鼠随机分为16Hz ,130dB次声作用组（n=120）、16Hz ,90dB次声作用组（n=24）以及对照组（n=24）。次声作用组大鼠暴露于16Hz,130dB和90dB的次声,2h/d,分别作用1、7、14和21d。16Hz, 130dB组在次声作用结束后又分为结束当日、恢复7d、14d、21d和28d后组,取脑进行巢蛋白（Nestin）免疫组化染色,结果显示:①130dB组从作用1d开始大鼠海马中Nestin阳性细胞数量开始增加,随着作用次数增加而增多,14d达到高峰,21d下降,但仍然高于对照组;90dB组大鼠各时间点Nestin表达均比130dB组弱。②次声停止作用后,130dB组大鼠海马Nestin表达于恢复7d达到高峰,其后表达逐渐下降,28d达最低值。（2）96只SD大鼠随机分为16Hz,130dB次声作用组和对照组,将次声作用组大鼠暴露于16Hz,130dB的次声,2h/d,分别作用1、7、14和21d,采用免疫组织化学染色方法观察次声作用后不同时间点及暴露结束后即日、7 d和14 d大鼠海马PSA-NCAM的表达情况。研究发现:从次声作用1 d开始大鼠海马PSA-NCAM阳性染色开始增加,连续作用14d达到高峰,21d有所降低,但仍高于对照组,次声停止作用后,海马PSA-NCAM表达逐渐下降,14d后达最低值,但仍高于对照组。以上实验结果提示, 16Hz,90dB/130dB次声作用,可引起大鼠海马Nestin和PSA-NCAM表达增加,而且随着次声的强度增加,作用次数的增多,大鼠海马Nestin和PSA-NCAM表达也逐渐增高,至14d达到高峰。由于神经干细胞增殖后会迁移到受损部位分化成新的神经元,部分替代和修复受损的神经元,维护神经功能,此时的损伤导致增殖的神经干细胞数目大量增多。14d后Nestin、PSA-NCAM表达开始降低,可能由于次声作用14d后一部分神经干细胞分化形成新的神经元以修复受损神经,从而减轻了次声性脑损伤的程度,导致增殖和迁移的神经干细胞数目也大大减低,这也许是造成实验动物脑组织对次声多次作用产生适应性的原因之一。次声停止作用后,随着时间的延长,受损程度逐渐降低,Nestin与PSA-NCAM表达逐渐下降,神经干细胞增殖与迁移能力也逐渐降低,说明其参与了次声后脑损伤的修复机制。本实验阐述了次声损伤后的修复机制,为以后更好的防护次声提供了新的思路。