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目的:本实验以听力剥夺后的SD大鼠为研究对象,通过免疫组织化学的方法研究细胞色素C(Cyt-C)、半胱氨酸天冬氨酸特异性蛋白酶3型(Caspase3)、Caspase8在其听皮层的阳性表达,并利用实时定量多聚酶链式反应(Quantitativereal-timepolymerasechainreaction,RT-PCR)技术研究同源性蛋白酪氨酸磷酸酶2型(Src-homology2domaincontainingproteintyrosinephosphataseⅡtype,SHP-2)基因在其听皮层的表达情况,以期明确Cyt-C、Caspase3、Caspase8、SHP-2等凋亡蛋白酶在大鼠听力剥夺后听皮层的表达。
方法:选取生后2周龄的SPF级雄性SD大鼠48只,将其随机分为2周组、2周对照组、4周组、4周对照组、6周组、6周对照组、8周组、8周对照组,每组各6只。实验组动物实行双侧耳蜗损毁术,对照组未予手术干预。实验组动物术后行听性脑干反应(Auditorybrainstemresponse,ABR)测试,如双耳反应阈均在90分贝声压级(Decibelsoundpressurelevel,dBSPL)以上为听力剥夺造模成功。然后在相同条件下饲养各组动物至对应的时间点后,每组随机取3只大鼠的双侧大脑听皮层(n=6)用于免疫组织化学方法检测Cyt-C、Caspase3、Caspase8的表达,并在40×10倍的光学显微镜视野下,用彩色图像处理软件对棕色颗粒阳性细胞进行计数;剩余3只大鼠的双侧大脑听皮层(n=6)用于RT-PCR检测SHP-2基因的表达,并以2-△△CT法进行数据的相对定量分析。
结果:建立了稳定可靠的听力剥夺大鼠模型,ABR测试结果显示,造模手术后各实验组的双耳反应阈在95dBSPL均不能引出重复波形,双耳反应阈在造模手术前后的差异具有显著统计学意义(P<0.01)。H&E染色和Nissl染色均在各实验组显示不等量的凋亡细胞,和对照组相比,各实验组的神经元细胞有不同程度的体积萎缩,颜色深染,胞浆、胞核窥视不清,核膜、核仁分界不明,细胞形态不一,或呈三角形,或呈梭形,或呈菱形,和正常的圆形细胞有明显差异,可见凋亡情况随时间加重。免疫组织化学方法检测出Cyt-C的阳性颗粒数在2周组为30.9±1.65,2周对照组为1.7±0.14,4周组为33.0±2.15,4周对照组为2.3±0.16,6周组为37.0±3.27,6周对照组为1.8±0.14,8周组为42.2±2.36,8周对照组为2.0±0.16;各实验组和同周龄的对照组之间的差异有统计学意义(P<0.05),各实验组之间的差异也有统计学意义(P<0.05)。Caspase3的阳性颗粒数在2周组为27.4±2.88,2周对照组为2.1±0.14,4周组为28.7±2.89,4周对照组为1.8±0.15,6周组为35.2±3.17,6周对照组为2.1±0.13,8周组为44.0±2.56,8周对照组为2.4±0.13;各实验组和同周龄的对照组之间的差异有统计学意义(P<0.05),实验组的2周组和6周组,2周组和8周组,4周组和6周组,4周组和8周组,6周组和8周组之间的差异也有统计学意义(P<0.05)。Caspase8的阳性颗粒数在2周组为28.4±2.08,2周对照组为1.9±0.16,4周组为29.3±2.08,4周对照组为2.0±0.15,6周组为37.4±1.73,6周对照组为2.3±0.18,8周组为40.2±2.22,8周对照组为2.1±0.17;各实验组和同周龄的对照组之间的差异有统计学意义(P<0.05),实验组的2周组和6周组,2周组和8周组,4周组和6周组,4周组和8周组,6周组和8周组之间的差异也有统计学意义(P<0.05)。RT-PCR结果显示,SHP-2基因的相对表达量(相对于对照组)在2周组为1.1±0.28,4周组为1.5±0.04,6周组为2.5±0.08,8周组为11.0±0.06;各实验组之间的差异有统计学意义(P<0.05)。
结论:双侧耳蜗切除术是建立听力剥夺动物模型的可靠方法,听力剥夺导致了听皮层神经元细胞的凋亡,产生了听觉中枢的可塑性。凋亡速度在4周以前相对较慢,6周以后相对较快。在凋亡发生发展的过程中,由SHP-2基因主导的正向调控力一直存在,并且和时间在一定程度上成正相关关系。