《次聲激活小膠質細胞抑制成年大鼠海馬神經發生的研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由史明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：次聲激活小膠質細胞抑制成年大鼠海馬神經發生的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：史明
- 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
次聲是一種低頻噪音,廣泛存在於生活和生產環境中。長時間次聲作用可造成動物學習記憶能力的明顯下降，而學習記憶與海馬齒狀回神經幹細胞(NSC)的不斷更新密切相關。本課題組研究發現：次聲可抑制大鼠海馬NSC神經發生，表現為新生神經元數目明顯減少；同時觀察到次聲可激活大鼠腦內和培養的小膠質細胞(MC),使其釋放的炎性細胞因子水平明顯增高。那么,這種由MC介導的炎性反應是否為次聲抑制海馬NSC神經發生,進而導致學習記憶能力下降的主要原因呢?為此,本項目擬利用免疫組織化學、液相晶片等技術,在體觀察次聲作用後海馬區NSC神經發生、MC活化及多種炎性細胞因子表達的變化；利用米諾環素抑制MC功能後,觀察次聲對海馬神經發生及動物學習記憶能力的影響；次聲作用離體培養MC後,觀察其條件上清液對培養NSC增殖、分化及存活的影響，最終鑑定出抑制NSC神經發生的炎性細胞因子,為次聲腦損傷機制和醫學防護提供新的思路和方法
結題摘要
次聲是一種低頻噪音，廣泛存在於生活和生產環境中。長時間次聲作用可造成動物學習記憶能力的明顯下降，而學習記憶與海馬神經幹細胞（NSC）的不斷更新密切相關。我們前期發現：次聲可抑制大鼠海馬NSC神經發生並可激活腦內和培養的小膠質細胞（MC）與星形膠質細胞（AS）。那么，膠質細胞是否是次聲抑制NSC神經發生，導致學習記憶能力下降的重要原因呢？為此，本項目在國家自然科學基金（No. 31170801）資助下開展了以下工作：（1）暴露次聲後，大鼠海馬NSC神經發生、膠質細胞活化及炎性細胞因子表達的變化；（2）觀察抑制膠質細胞後，次聲對海馬神經發生及動物學習記憶能力的影響；（3）培養膠質細胞暴露次聲後，其條件培養上清液對培養NSC增殖、分化及存活的影響；（4）探索次聲活化膠質細胞的可能分子機制。 利用我校自主研發的中等強度（聲壓級90dB、頻率16Hz）次聲壓力艙系統進行研究，取得了以下重要結果：成年大鼠或培養細胞暴露次聲後，（1）大鼠學習、記憶能力明顯下降；（2）大鼠海馬齒狀回區NSC增殖降低、新生神經元數目減少，但不影響NSC向神經元和AS分化；（3）成年大鼠海馬齒狀回區的MC和AS明顯活化，抑制這兩種細胞的活化可改善次聲誘導降低的神經發生；（4）次聲暴露可活化MC和AS，其培養上清可降低NSC的存活和增殖，但不影響其分化；（5）培養上清可檢測出高水平的IL-1β和TNF-α，抵消TNF-α和IL-1β作用後可緩解次聲抑制的NSC增殖；（6）次聲暴露可激活膠質細胞的炎症相關轉錄因子NF-κB，表現為p65亞基的核轉位顯著增加，這可能是引起IL-1β和TNF-α表達增加，進而抑制神經發生的重要原因；（7）次聲暴露後，AS上膜機械敏感通道TRPV4表達明顯增加，並增加胞內Ca2+內流，後者是激活NF-κB的重要因素之一；（8）抑制或激活TRPV4可減弱或增強Ca2+內流。 基於以上結果，我們提出次聲抑制神經發生的可能機制為：次聲激動膠質細胞的TRPV4通道，造成Ca2+內流激活NF-κB，通過增加IL-1β和TNF-α表達從而抑制NSC的增殖。因此證明，TRPV4是將次聲波物理信號轉化為細胞內生物信號的關鍵分子。綜上所述，我們完成了本項目所有工作計畫，揭示了次聲造成動物學習記憶能力顯下降的關鍵分子機制，為次聲的醫學防護提供了分子靶點。
