机械震荡是应激研究领域常用的一种应激源,可用来研究应激对机体和大脑的影响。高强度、高频次的机械震荡还会造成大脑组织不同程度的损伤,导致脑震荡或颅脑伤。本研究以果蝇为生物模型,研究重复机械震荡引起的果蝇大脑损伤及其对嗅觉学习的影响。在本文的果蝇重复震荡范式中,成蝇经受了连续四天,每天10次10 s/min的震荡处理。不同震荡强度对果蝇机体和大脑的短期和长期影响是本研究所关注的主要问题,所观测的指标包括果蝇死亡率、翅膀损伤、肠屏障、大脑细胞凋亡、大脑细胞自噬、嗅觉学习和创伤性应激相关神经肽F的表达等。所使用的最温和的震荡强度为500 rpm,最高的震荡强度为3000 rpm。总体而言,震荡强度越高,果蝇受到的损伤越严重。虽然强度为500 rpm的重复震荡已经足以引起相当高比率的果蝇死亡,果蝇却没有明显的翅膀损伤,肠屏蔽也正常,TUNEL检测也没有发现大脑细胞的凋亡。但是,果蝇的认知功能受到了严重的损害,其嗅觉学习能力显著地变差。随着震荡强度的增高,果蝇死亡率大幅攀升,翅膀和肠屏蔽的破损也变得明显可见。TUNEL检测可在约20%2000 rpm处理组的果蝇大脑中发现细胞凋亡,而几乎所有3000 rpm组果蝇大脑中都有细胞凋亡信号。在认知功能方面,2000 rpm组的嗅觉学习能力也表现得比500 rpm组的更加差。在细胞层面,应激能够诱发保护性细胞自噬。在重复震荡处理之后,果蝇大脑中的自噬相关因子Atg8a和自噬体降解标记蛋白ref（2）p的蛋白水平都显著升高。这一结果暗示着重复震荡处理有可能诱发了细胞自噬发生,但是同时也阻断了果蝇大脑细胞的自噬流。神经肽F是哺乳动物抗应激肽NPY的同源基因。本实验室此前的研究暗示神经肽F具有保护嗅觉学习不受应激损伤的作用。本研究对神经肽F的mRNA表达水平进行RTPCR定量分析,结果表明2000 rpm重复震荡处理之后果蝇大脑中的神经肽F水平大幅下调。神经肽F对重复震荡导致的脑损伤是否也有保护的作用尚待进一步研究。温和重复震荡处理对果蝇大脑的长期影响并不显著。在500 rpm处理之后的两个星期进行TUNEL检测,没有在果蝇大脑中发现细胞凋亡信号。令人意外的是,500 rpm处理过后1天和处理后14天果蝇的嗅觉学习表现并没有显著性差异,这暗示着衰老引起的记忆损伤（AMI）对重复震荡处理比较敏感。总之,果蝇的嗅觉学习能力对重复应激比较敏感,相对温和的重复震荡就会对嗅觉学习造成严重的损害。而且,重复震荡与衰老所导致的嗅觉学习能力损伤有可能是同一类的。较强的重复震荡不但会加重对嗅觉学习的损伤,还会引起大脑细胞的凋亡。此外,重复震荡还能干扰细胞自噬和下调神经肽F的表达,这种影响是否与脑细胞凋亡和学习能力下降相关尚有待进一步研究。