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目的: 研究长期噪声暴露对快速衰老(SAMP8)小鼠AD样变的促发效应,探讨长期噪声暴露对SAMP8小鼠肠道菌群-肠-脑轴的影响,从而明确长期噪声暴露致SAMP8小鼠AD样变及作用机制。 方法: 选取3月龄和8月龄雄性SAMP8小鼠,将3月龄SAMP8小鼠随机分为正常对照组、88dB低剂量噪声暴露组、98dB高剂量噪声暴露组,8月龄SAMP8小鼠作为衰老阳性对照组。暴露组暴露条件为,低剂量噪声暴露组:88dB白噪声,4h/d X30d,高剂量噪声暴露组:98dB白噪声,4h/d X30d;对照组除不接受噪声暴露外,其他条件均与暴露组相同。应用Morris水迷宫对SAMP8小鼠认知功能进行检测,采用Elisa法、Western blot法、硫黄素T法检测SAMP8小鼠海马、皮层Aβ水平,采用Western blot法、免疫荧光法检测小鼠海马、皮层磷酸化tau蛋白水平,从而评估SAMP8小鼠的AD样变化;为深入探讨其病理机制,应用16S核糖体RNA测序分析、RT-PCR法、Elisa法、蛋白芯片法等技术分别对肠道菌群状态、肠内皮紧密连接蛋白基因表达情况、血清神经递质表达水平、炎症介质水平等进行检测,以期阐明长期噪声暴露对SAMP8小鼠AD样变的促发作用及作用机制。 结果: 1.长期噪声暴露对SAMP8小鼠AD样认知功能及特征性病理改变的影响 水迷宫结果显示,与对照组相比噪声暴露组小鼠与衰老组小鼠逃避潜伏期升高并在第4天存在统计学差异(P<0.05),与对照组相比,噪声暴露组在目标象限停留时间减少(P<0.05),而衰老组小鼠目标象限停留时间有下降趋势,但无统计学差异,噪声暴露组与衰老组小鼠穿越平台次数均较对照组减少,但无统计学差异;酶联免疫吸附及免疫印迹结果表明噪声暴露组小鼠与衰老组小鼠海马及皮层中Aβ过度蓄积和tau蛋白Ser396、Thr205及Thr231位点磷酸化水平相较于对照组小鼠有升高趋势,且差异具有统计学意义(P<0.05)。 2.长期噪声暴露对SAMP8小鼠肠道菌群组成的影响 与对照组相比,噪声暴露组小鼠和衰老组小鼠肠道菌群落的α多样性无明显变化,而β多样性低于对照组小鼠;在门的水平上,噪声暴露组小鼠肠道中硬壁菌门的丰度升高,拟杆菌门的丰度降低(P<0.05),而硬壁菌门与拟杆菌门的比率在噪声暴露组小鼠和衰老组小鼠中均增加;在属的水平上,噪声暴露组小鼠肠道中念珠菌、反硝化细菌和浮霉菌水平显著增高(P<0.05)。 3.长期噪声暴露对SAMP8小鼠肠和脑内皮细胞紧密连接基因、蛋白表达的影响 实验结果显示,噪声暴露组小鼠和衰老组小鼠肠道cldn1、cldn3、occludin和zo-1的mRNA水平显著低于对照组(P<0.05);免疫印迹进一步证实,与对照组相比噪声暴露组和衰老组小鼠肠道CLDN1、CLDN3和ZO-1蛋白表达下降(P<0.05)。在噪声暴露组和衰老组小鼠海马中CLDN1和ZO-1蛋白表达显著下降(P<0.05),CLDN3和Occludin蛋白在噪声暴露组和衰老组小鼠海马中表达也呈下降趋势,但无统计学差异。 4.长期噪声暴露对SAMP8小鼠血神经递质和全身炎症的影响 为进一步探讨噪声引起肠道菌群-肠-脑轴改变的机制,检测了SAMP8小鼠血神经递质和炎性因子的水平。结果显示,噪声暴露降低了SAMP8小鼠血液中五羟色氨酸(5-HT)和γ-氨基丁酸(GABA)的浓度(P<0.05),而衰老组小鼠血液中5-HT和GABA的浓度虽有下降趋势,但无统计学差异;与对照组相比,噪声暴露组和衰老组小鼠血液中内毒素(ET)浓度均有升高(P<0.05)。其后,检测了血液中细胞因子的水平,结果显示,与对照组相比,噪声暴露组和衰老组小鼠血液中BLC、LIX等促炎因子表达升高(P<0.05)。 结论: 1.长期噪声暴露可导致SAMP8小鼠学习记忆能力下降、认知功能障碍等AD样变及Aβ蓄积、tau蛋白异常磷酸化等AD特征性病理改变。 2.长期噪声暴露可通过肠道菌群-肠-脑轴通路引起SAMP8小鼠肠道通透性及血脑屏障的通透性增加,加速与年龄相关的神经化学及炎性调节失调,从而进一步促进了SAMP8小鼠脑内的AD样改变。