噪声习服对豚鼠的听力保护及miRNA183在其中的作用

来源 :中国人民解放军军事医学科学院 解放军军事医学科学院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:bueryuyu33
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目的:噪声危害已经成为当今世界各国主要的职业危害之一。噪声习服,即为在相对较低强度的噪声中进行训练,从而使机体逐渐适应的过程,其目的是在机体本身不产生永久性听力阈移(permanentthreshold shift,PTS)的基础上,给予适度的刺激,以获得对随后高强度噪声更大的耐受力,从而起到保护听力的作用。噪声习服作为强噪声暴露的一种可能的保护行为,其发生机制有待进一步研究。近些年随着人类后基因组计划的进一步开展,miRNAs越来越受到人们关注。已有研究表明miR-183可以通过抑制Taok1保护强刺激后的耳蜗损伤。本研究探讨噪声习服对豚鼠耳蜗内miRNA-183表达的影响,及其在习服保护过程中可能的作用机制。方法:40只雄性豚鼠随机分为正常对照组(NG组),噪声习服组(CG组),噪声习服+强噪声暴露组(CHG组),单纯强噪声暴露组(HG组)。NG组的动物放在本底噪声小于35dB的室内。噪声暴露在混响室内进行,将豚鼠编号,单只固定在特制的铁丝笼中,扬声器置于动物头部正上方。噪声暴露系统由信号发生器、功率放大器和扬声器组成。动态信号分析仪产生噪声信号,经功率放大器放大后,输入扬声器。经过查阅相关文献资料并结合既往的实验经验,最终确定习服暴露条件:倍频程噪声(中心频率为1000Hz),噪声强度为(90±l)分贝声压级,连续7天,以每天6小时的方式暴露。CHG组进行噪声习服之后,休息2天,与HG组一起接受高强度噪声暴露,噪声的频谱同习服暴露,暴露强度(112±l)dB SPL,连续暴露4h。暴露前信号发生器、功率放大器及扬声器需开机预热10分钟。每次试验前及间隔1小时采用声级计对噪声强度进行监测。采用脑干诱发电位反应阈(auditory brainstem response,ABR)测量各组动物听力阈移。以ABR阈值代表动物的听力阈值。暴露前测定每只动物的基础ABR,暴露后测定阈值并计算听力阈移。将清醒状态下的动物,于测听台上牢固固定,并将其与测听台一起共同放入隔声屏蔽箱内,豚鼠外耳道口到耳机膜片之间的距离为3cm。采用针电极测定。刺激声为click短声,测量从高声强开始(一般为90分贝),以20分贝、10分贝、5分贝依次逐渐衰减,直到出现具有可辨图形的最低声音强度,以此做为其ABR阈值,阈值强度要重复检测一次。动物断头处死后取双侧耳蜗组织,右耳蜗放入0.5%的硝酸银(AgNO3)溶液中染色、4%多聚甲醛(PFA)固定、暴光显色、剥离铺片、观察计数、铺片照相测定各组外毛细胞缺失率。将保存于液氮中的左侧耳蜗组织捣碎,用Trizol提取总RNA,整个过程在无RNA酶的环境下操作,对提取物进行分光光度计及变性凝胶测定。应用miR-183反转引物,将提取的总RNA转录成cDNA。将反转产物(cDNA)作为模板,利用miR-183扩增引物,采用实时定量PCR(Real-timequantitative PCR,qRT-PCR)方法检测各组豚鼠耳蜗中miR-183的表达水平,所有样本重复3孔,以U6分子作为内参基因。 ΔCt=CtmiR-183—CtU6, miRNA183的表达量用2-△Ct表示。用此公式计算的先决条件是PCR的扩增效率必须大于90%。PCR效率可由标准曲线的斜率得到。输入待测基因(miR-183)和参照基因(U6)cDNA以及其10倍梯度稀释的浓度值后,系统将会自动给出分别针对待测基因miRNA183和参照基因U6的标准曲线以及线性回归斜率(此斜率可以代表PCR的效率)。结果:1.噪声习服对听阈的影响。习服暴露过程中每天的阈移逐渐减少,显示了噪声习服的有效作用。对各实验组因损伤暴露引起的听力损伤的监测结果显示, CG组听力阈移较小,平均(8.7±1.4)dB,即听力损伤较轻;HG组听力阈移最大,为(42.8±9.2)dB;CHG组的听力阈移为(29.3±6.4) dB,明显小于HG组,两组比较差别非常显著(P<0.01)。2.豚鼠耳蜗毛细胞的形态和结构以及各圈外毛细胞的缺失率,在噪声习服条件下的变化。在光学显微镜下,豚鼠耳蜗基底膜铺片可见:正常豚鼠,耳蜗基底膜的外毛细胞有少量自然缺失,缺失趋势在I至Ⅲ圈逐渐增多。噪声暴露后豚鼠,耳蜗外毛细胞出现纤毛损伤,表现为:缺失增多的静纤毛,排列出现散乱、融合和退行性变。其中缺失最为严重的是强噪声暴露组。外毛细胞缺失主要发生在耳蜗第Ⅱ、Ⅲ圈基底膜。IHC未发现明显损伤。外毛细胞的损伤在CG组(%,T1:0.89±0.18、T2:2.08±0.44、T3:2.26±0.84)较NG组(%,T1:0.64±0.16、T2:1.64±0.34、T3:1.81±0.38)稍微严重,但差异无显著性。HG组(%,T1:4.01±0.84、T2:6.78±1.18、T3:8.94±1.89)和CHG组(%,T1:1.24±0.21、T2:4.68±0.67、T3:6.81±0.98)与NG组相比外毛细胞缺失在I至Ⅲ圈均具有非常显著差别(P<0.05)。CHG组与HG组相比,外毛细胞缺失在I至Ⅲ圈均有显著差别(P<0.05),提示噪声习服暴露可减少其后强噪声损伤暴露引起的外毛细胞缺失。3.各组豚鼠耳蜗中miR-183的表达情况。结果显示,CG组miR-183的表达量(13.04±0.86)较NG组(6.19±0.88)升高,差别显著(P<0.05);CHG组miR-183的表达量(4.13±0.66)较NG组降低,差别显著(P<0.05);HG组miR-183的表达量(1.55±0.21)较NG组降低,差别显著(P<0.05);HG组miR-183的表达量较CHG组降低,差别显著(P<0.05)。研究结果提示噪声习服能够促进耳蜗组织的miR-183的表达,强噪声损伤能够降低miR-183的表达。外毛细胞的损伤在NG组和CG组无明显差异,但miR-183在CG组较NG组明显增高,而且随着外毛细胞损伤程度的加重,miR-183的表达降低。结论:一定强度噪声习服暴露可使耳蜗毛细胞产生某些变化,使其在之后的噪声暴露中损伤减轻,起到保护听力的作用;这种保护作用可能是由于噪声习服诱导耳蜗中miR-183的表达实现的,高表达的miR-183可能通过负调控其下游靶基因,抑制毛细胞的损伤和缺失,从而产生听力保护作用。因此考虑习服过程所产生的听力保护可能与miR-183水平升高有关。
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