蔡麗，王晉，崔堯，張鴿，武松艷，張文東，劉朝暉

次聲對大鼠海馬區(qū)鈣調(diào)依賴性蛋白激酶Ⅱ及Tau蛋白表達(dá)的影響

蔡麗1，王晉2，崔堯3,4，張鴿2，武松艷1，張文東1，劉朝暉1

目的探討8 Hz、130 dB次聲對大鼠海馬區(qū)鈣調(diào)依賴性蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)及tau蛋白表達(dá)的影響。方法56只雄性Sprague-Dawley大鼠隨機(jī)分為對照組(n=8)、1 d組(n=8)、7 d組(n=8)、14 d組(n=32)。14 d組再分為照射后1 h、6 h、24 h、48 h亞組，每亞組8只。對照組每天次聲倉內(nèi)無次聲作用放置2 h，其余各組8 Hz、130 dB次聲照射2 h。免疫組織化學(xué)、Western blotting和ELISA方法檢測各組大鼠海馬區(qū)磷酸化CaMKⅡ(pT286-CaMKⅡ)及tau蛋白表達(dá)。結(jié)果14 d組pT286-CaMKⅡ水平最高(F> 14.912,P<0.001)，tau蛋白表達(dá)最多(F>36.229,P<0.001)，7 d組次之(P<0.05)。14 d組中，次聲后1 h、6 h，tau蛋白表達(dá)最高，24 h有所恢復(fù)，但仍較對照組高(P<0.05)。結(jié)論8 Hz、130 dB次聲作用后，大鼠海馬區(qū)CaMKⅡ磷酸化水平和tau蛋白表達(dá)及磷酸化水平增高，可能參與次聲致大鼠學(xué)習(xí)記憶功能受損。

次聲；鈣調(diào)依賴性蛋白激酶Ⅱ；tau蛋白；學(xué)習(xí)記憶；海馬；大鼠

[本文著錄格式]蔡麗，王晉，崔堯，等.次聲對大鼠海馬區(qū)鈣調(diào)依賴性蛋白激酶Ⅱ及Tau蛋白表達(dá)的影響[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2017,23(3):298-303.

CITED AS:Cai L,Wang J,Cui Y,et al.Effects of infrasound on expression of calmodulin-dependent protein kinase II and tau protein in hippocampus of rats[J].Zhongguo Kangfu Lilun Yu Shijian,2017,23(3):298-303.

次聲波是一種頻率<20 Hz，處在人耳可聽范圍之外的聲波，自然界運(yùn)動(地震、海嘯、火山爆發(fā)等)和人類生產(chǎn)生活活動(船舶發(fā)動、火箭發(fā)射、載人航天飛船等)都可產(chǎn)生次聲波[1]，嚴(yán)重威脅宇航員及相關(guān)職業(yè)人員的身心健康。

次聲波主要通過生物共振的方式對生物體各個(gè)器官和組織產(chǎn)生影響。已知人腦的固有頻率為8 Hz左右，當(dāng)次聲頻率接近8 Hz時(shí)，會對人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system,CNS)產(chǎn)生影響。關(guān)于次聲對CNS的作用機(jī)制研究已涉及不同層面，包括神經(jīng)元凋亡、氧化應(yīng)激損傷、軸突變性、谷氨酸代謝、海馬超微結(jié)構(gòu)、血腦屏障和腦血管、齒狀回神經(jīng)前體細(xì)胞增殖、學(xué)習(xí)記憶、膠質(zhì)細(xì)胞活化和神經(jīng)系統(tǒng)炎癥反應(yīng)、TRPV4在次聲損傷中的作用等[2-14]。

tau蛋白是一種微管相關(guān)蛋白(microtubule-associated proteins,MAPs)，屬于含磷蛋白質(zhì)，主要分布于大腦的額葉、海馬及內(nèi)嗅區(qū)，外周神經(jīng)系統(tǒng)的含量也較豐富，而小腦中一般分布較少[15]。其正常生理功能是誘導(dǎo)與促進(jìn)微管蛋白合成微管，并與之結(jié)合以維持微管結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定及微管解離，誘導(dǎo)微管成束并促進(jìn)囊泡運(yùn)輸?shù)任镔|(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)。tau蛋白的過度磷酸化會影響微管穩(wěn)定性，改變其正常結(jié)構(gòu)，造成神經(jīng)元間信息傳遞受阻，進(jìn)而發(fā)展成神經(jīng)元退行性變和認(rèn)知障礙[16]。

我們在前期研究中發(fā)現(xiàn)，8 Hz、130 dB次聲作用一定時(shí)間可以導(dǎo)致大鼠海馬區(qū)Ca2+濃度改變[17]。本研究中觀察8 Hz、130 dB次聲作用下，大鼠海馬細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ(calmodulin-dependent protein kinaseⅡ,CaMKⅡ)和tau蛋白的表達(dá)及其變化規(guī)律，并探討其相關(guān)機(jī)制。

1 材料與方法

1.1主要儀器與材料

次聲壓力艙及次聲信號檢測系統(tǒng)：第四軍醫(yī)大學(xué)研制。全自動組織脫水機(jī)、組織包埋機(jī)、低溫恒冷切片機(jī)和LEICA LA型全自動光學(xué)顯微鏡：LEICA公司。鼠抗免疫組化試劑盒、鼠抗tau多克隆抗體、辣根過氧化標(biāo)記的鼠二抗：武漢博士德公司。鼠抗tau單克隆抗體：ABCAM公司。CaMKⅡ蘇氨酸-286位點(diǎn)磷酸化(pT286-CaMKⅡ)多克隆鼠抗體：PROMEGA公司)。tau蛋白磷酸化(pSer262-tau)蛋白ELISA試劑盒：ELABSCIENCE公司。

1.2模型制備

健康雄性成年Sprague-Dawley大鼠56只(第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動物中心提供)，體質(zhì)量180~220 g，飼養(yǎng)于安靜環(huán)境下(基礎(chǔ)噪音≤40 dB)，自由飲水，標(biāo)準(zhǔn)飼料喂養(yǎng)。將大鼠編號，隨機(jī)數(shù)字表法將大鼠隨機(jī)分組。暴露于8 Hz、130 dB次聲中，每天2 h，按暴露時(shí)間分為對照組、1 d組、7 d組、14 d組共4組(對照組在次聲倉內(nèi)無次聲放置2 h)。對照組、1 d組、7 d組每組8只；14 d組32只，再分為照射后1 h、6 h、24 h、48 h共4個(gè)亞組(n=8)。

1.3檢測方法

1.3.1免疫組織化學(xué)染色

按預(yù)定時(shí)間取各時(shí)點(diǎn)大鼠，1 d組、7 d組、14 d組照射后1 h內(nèi)完成灌注取材，14 d組剩下動物按預(yù)定作用后不同時(shí)間取材。各組隨機(jī)取4只大鼠，1%戊巴比妥鈉20 mg/kg腹腔注射麻醉，生理鹽水心內(nèi)灌注至肝發(fā)白(約30 min)，換用4℃4%多聚甲醛心內(nèi)灌注30~40 min(即刻出現(xiàn)肢體與尾部的抖動)，觸摸肝組織較硬時(shí)，停止灌注。剝離腦組織，置4%多聚甲醛固定24 h；冠狀切片，厚30 μm左右，放入組織包埋盒中，流動水沖洗2 h；全自動組織脫水機(jī)中脫水，石蠟包埋。切片機(jī)切成組織薄片(厚3 μm)。加pT286-CaMKⅡ多克隆鼠抗(1∶100)和tau單克隆抗體(1∶100)，SAB三步法行免疫組化染色。

LEICA LA型全自動光學(xué)顯微鏡放大400倍觀察，1392×1040像素掃描(圖像分析軟件Simple PCI 5.2)并存檔。每個(gè)標(biāo)本隨機(jī)取4張切片，每張切片在海馬細(xì)胞層隨機(jī)取3處面積相同的pT286-CaMKⅡ及tau蛋白陽性表達(dá)區(qū)域測灰度值，取平均值；再以分子層做被底，隨機(jī)取3處相同面積區(qū)域測灰度值，取平均值；用被底灰度值減去pT286-CaMKⅡ及tau蛋白陽性表達(dá)區(qū)域的灰度值，得到陽性表達(dá)細(xì)胞的相對灰度值。每個(gè)標(biāo)本4張切片測得的相對灰度值再取平均值。

1.3.2Western blotting

各組另4只大鼠斷頭活殺，碘酒、乙醇及生理鹽水清洗后，無菌條件下5 min內(nèi)剝出雙側(cè)海馬區(qū)組織，迅速放入液氮罐內(nèi)凍存。

BCA法測定蛋白濃度。取預(yù)染蛋白Marker 3 μl和蛋白30 μg相對應(yīng)的體積上樣，進(jìn)行0.1 SDS-聚丙烯酰胺凝膠80 V電泳30 min左右，待出現(xiàn)明顯條帶時(shí)，轉(zhuǎn)換為140 V電壓電泳約1 h。將目的蛋白轉(zhuǎn)移到PVDF膜上(300 mA,2 h)；室溫下用含0.05 BSA的TBST封閉1.5 h；TBST反復(fù)沖洗5次，每次5 min；加入鼠抗tau(1∶1000)、鼠抗β-actin(1∶1000)一抗，4℃冰箱過夜。TBST反復(fù)沖洗5次，每次5 min，加入相應(yīng)的辣根過氧化物酶標(biāo)記的羊抗兔或羊抗鼠二抗(1∶2000)，室溫下孵育2 h。ECL顯色，電泳凝膠成像分析儀采集結(jié)果。取目的蛋白灰度值與內(nèi)參β-actin灰度值之比。

1.3.3ELISA

取凍存的海馬組織，預(yù)冷PBS沖洗組織上血液，按1∶9提取組織上清液行pSer262-tau ELISA檢測。每孔加入標(biāo)準(zhǔn)品和待測樣品100 μl，酶標(biāo)板覆膜，37℃孵育90 min；棄去液體，甩干，每孔加入生物素化抗體工作夜100 μl(使用前15 min內(nèi)配置)，酶標(biāo)板覆膜，37℃溫育1 h；棄去液體，甩干，洗板3次；每孔加入酶結(jié)合工作液100 μl(使用前15 min內(nèi)配置)，覆膜，37℃溫育30 min；棄去液體，甩干，洗板5次；每孔加入底物溶液(TMB)90 μl，酶標(biāo)板覆膜，37℃避光孵育15 min左右(根據(jù)實(shí)際顯色情況酌情縮短或延長，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)孔出現(xiàn)明顯梯度時(shí)即終止)；每孔加入終止液50 μl，終止液加入順序應(yīng)與底物溶液加入順序一致；立即用酶標(biāo)儀在450 nm波長測量各孔光密度(optical density,OD)。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)蛋白濃度梯度得到相應(yīng)公式，將各組待測蛋白的OD代入公式，得到pS-er262-tau蛋白濃度。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1免疫組織化學(xué)染色

8 Hz、130 dB次聲照射后，大鼠海馬各亞區(qū)(CA1、CA3、DG)均以14 d組pT286-CaMKI及tau蛋白表達(dá)最多(P<0.01)。7 d組pT286-CaMKⅡ在CA3區(qū)與1 d組和對照組有非常顯著性差異(P<0.01)，其他區(qū)域無顯著性差異(P>0.05)。7 d組tau蛋白在各區(qū)均與1 d組和對照組有顯著性差異(P<0.05)。

14 d組內(nèi)，各區(qū)pT286-CaMKⅡ和tau蛋白表達(dá)均在照射后1 h和6 h最高，24 h后有所恢復(fù)，但仍較對照組、1 d組、7 d組高(P<0.05)。

見表1~表4，圖1~圖2。

表1 各組海馬pT286-CaMKⅡ水平(相對灰度)

表2 14 d組各亞組海馬pT286-CaMKⅡ水平(相對灰度)

表3 各組海馬tau蛋白水平(相對灰度)

表4 14 d組各亞組海馬tau蛋白水平(相對灰度)

圖1 次聲照射不同時(shí)間大鼠海馬區(qū)tau蛋白表達(dá)(免疫組化染色，200×)

圖2 次聲照射14 d后不同時(shí)間大鼠海馬區(qū)tau蛋白表達(dá)(免疫組化染色，200×)

2.2Western blotting

隨次聲照射時(shí)間延長，大鼠海馬區(qū)tau蛋白表達(dá)增加，各組間均有顯著性差異(P<0.05)。見表5。

14 d組內(nèi)，tau蛋白表達(dá)以照射后1 h和6 h最高，24 h有所恢復(fù)，但仍高于對照組(P<0.05)。見表6。

2.3ELISA

大鼠海馬區(qū)pSer262-tau蛋白表達(dá)14 d組最高(P< 0.01)，其次為7 d組(P<0.05)，1 d組與對照組間無顯著性差異(P>0.05)。見表5。

14 d組內(nèi)，pSer262-tau蛋白表達(dá)在照射后1 h和6 h最高，24 h有所恢復(fù)，但仍高于對照組(P<0.05)。見表6。

表5 各組海馬區(qū)tau蛋白及pSer262-tau蛋白表達(dá)

表6 14 d組各亞組海馬區(qū)tau蛋白及pSer262-tau蛋白表達(dá)

3 討論

tau蛋白作為神經(jīng)元骨架蛋白之一，廣泛存在于神經(jīng)元胞體及其軸突中，在維持微管結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性中起重要作用。1975年，Cleveland等首次發(fā)現(xiàn)tau蛋白在與微管綁定時(shí)會發(fā)生磷酸化。tau蛋白的過度磷酸化可以通過降低tau對微管的親和力、消耗正常tau蛋白和微管相關(guān)蛋白，影響微管穩(wěn)定性，改變微管的正常結(jié)構(gòu)，使之轉(zhuǎn)變?yōu)槌蓪β菪z(paired helical filaments,PHFs)，并以纖維絲團(tuán)形式堆積在神經(jīng)元內(nèi)，形成神經(jīng)纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangle,NFT)，從而使軸漿運(yùn)輸紊亂，神經(jīng)遞質(zhì)的運(yùn)輸、釋放和重?cái)z取異常，造成神經(jīng)元間信息傳遞受阻，最終發(fā)展成神經(jīng)元退行性變和認(rèn)知障礙[18]。

一定頻率和聲壓級的次聲暴露，可以損傷動物的學(xué)習(xí)記憶功能，減少海馬的神經(jīng)發(fā)生，引起神經(jīng)元軸突變形，并隨聲壓級增高而加重。有研究表明，8 Hz、130 dB次聲波作用后，大鼠海馬DG區(qū)具有增殖能力的前體細(xì)胞數(shù)目明顯下降，水迷宮檢測的空間認(rèn)知能力明顯受損[19]。

本研究顯示，8 Hz、130 dB次聲作用下，大鼠海馬tau蛋白水平及其磷酸化水平均隨照射時(shí)間延長而增加，這與前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)次聲作用后大鼠海馬區(qū)Ca2+濃度升高的時(shí)間一致。

CNS中的Ca2+主要作用于軸突的生長，影響正在發(fā)育中的神經(jīng)元的神經(jīng)分泌活動，神經(jīng)介質(zhì)受體蛋白植入細(xì)胞膜，以及突觸傳遞；還可以調(diào)節(jié)神經(jīng)元的存活、神經(jīng)元樹突和軸突結(jié)構(gòu)發(fā)育及突觸可塑性，影響神經(jīng)元回路的形成及學(xué)習(xí)、記憶等過程。利用鈣成像技術(shù)觀察發(fā)現(xiàn)，隨著次聲波的聲壓級和刺激時(shí)間增長，海馬區(qū)細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度明顯升高，海馬區(qū)神經(jīng)元凋亡增多；神經(jīng)元的凋亡增加時(shí)間與海馬細(xì)胞內(nèi)Ca2+升高的時(shí)間一致[20-21]。這提示海馬細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度異常增高或超載在次聲所致神經(jīng)細(xì)胞結(jié)構(gòu)和/或功能損傷中可能是一個(gè)關(guān)鍵因素。

已知CaMKⅡ是一種較大型具有10個(gè)亞單位的酶，是腦內(nèi)含量最豐富的蛋白激酶，在海馬和新皮層的突觸后神經(jīng)元致密層密度最高。該酶的特點(diǎn)是Ca2+依賴的自動磷酸化：當(dāng)它被Ca2+激活后即進(jìn)入一種活動狀態(tài)，此時(shí)即使去除Ca2+仍能保持其活性，包括自動磷酸化[22]。本研究顯示，8 Hz、130 dB次聲作用后，大鼠海馬區(qū)CaMKⅡ磷酸化水平普遍增高，tau蛋白磷酸化過程也明顯增強(qiáng)。

在CNS中，tau蛋白含有多個(gè)磷酸化位點(diǎn)，可被多種脯氨酸蛋白激酶和非脯氨酸蛋白激酶催化磷酸化反應(yīng)。其中CaMKⅡ、糖原合成酶激酶3等被認(rèn)為是腦內(nèi)調(diào)節(jié)tau蛋白磷酸化最重要的蛋白激酶，也是近年來的研究熱點(diǎn)[23]。我們推測，次聲波可能通過調(diào)節(jié)CaMKⅡ磷酸化，干擾tau蛋白的正常功能。

體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，CaMKⅡ可以使tau蛋白Ser262~Ser356等多個(gè)位點(diǎn)磷酸化，這些位點(diǎn)的磷酸化會促進(jìn)與阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)發(fā)生密切相關(guān)的NFTs形成[24]。AD患者多表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶等認(rèn)知障礙。免疫組織化學(xué)染色法檢測AD動物海馬CA1區(qū)CaMKⅡα與過度磷酸化的tau蛋白共存，且CaMKⅡα的免疫陽性反應(yīng)多集中于海馬區(qū)老年斑，提示CaMKⅡα可能參與tau蛋白的過度磷酸化和老年斑的形成[25]。

綜上所述，我們推測8 Hz、130 dB次聲可能通過Ca2+-CaMKⅡ-tau蛋白途徑介導(dǎo)神經(jīng)退行性變及認(rèn)知障礙。應(yīng)用Ca2+拮抗劑是否有助于對次聲引起的腦功能損害進(jìn)行防護(hù)，仍需要進(jìn)一步研究。

[1]章菲,楊慶生,夏雅琴,等.次聲:監(jiān)測地震的新領(lǐng)域[J].地學(xué)前緣,2013,20(6):94-101.

[2]Pei ZH,Chen BY,Tie R,et al.Infrasound exposure induces apoptosis of rat cardiac myocytes by regulating the expression of apoptosis-related proteins[J].Cardiovasc Toxicol,2011,11 (4):341-346.

[3]張歆薇,劉海強(qiáng),徐勝龍,等.次聲作用對大鼠血漿SOD、MDA、NO水平的影響[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2012,12(18): 3416-3418.

[4]Lin T,Liu Y,Shi M,et al.Promotive effect of ginsenoside Rd on proliferation of neural stem cells in vivo and in vitro[J].J Ethnopharmacol,2012,142(3):754-761.

[5]Cheng H,Wang B,Tang C,et al.Infrasonic noise induces axonal degeneration of cultured neurons via a Ca2+influx pathway[J].Toxicol Lett,2012,212(2):190-197.

[6]Cai J,Jing D,Shi M,et al.Epigallocatechin gallate(EGCG)attenuates infrasound-induced neuronal impairment by inhibiting microglia-mediated inflammation[J].J Nutr Biochem,2014,25 (7):716-725.

[7]譚永霞,李玲,陳景藻,等.次聲對大鼠海馬超微結(jié)構(gòu)的影響[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2003,9(11):645-647.

[8]費(fèi)舟,章翔,王曉峰,等.次聲作用后大鼠血腦屏障的改變及意義[J].醫(yī)學(xué)爭鳴,1999,20(8):678-680.

[9]Liu J,Lin T,Yan X,et al.Effects of infrasound on cell proliferation in the dentate gyrus of adult rats[J].Neuroreport,2010, 21(8):585-589.

[10]袁華,龍華,牟翔,等.8 Hz次聲對大鼠學(xué)習(xí)記憶能力和神經(jīng)元再生的影響[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2008,23(5):385-387.

[11]魏智鈞,李玲,胨莆藻,等.次聲作用對大鼠記憶功能及隔內(nèi)側(cè)核和斜角帶核膽堿能神經(jīng)元表達(dá)的影響[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2001,23(2):79-82.

[12]江山,徐成峰,李亞娜,等.次聲誘導(dǎo)原代培養(yǎng)大鼠星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放谷氨酸的研究[J].中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志,2014,29(6): 499-503.

[13]Du F,Yin L,Shi M,et al.Involvement of microglial cells in infrasonic noise-induced stress via upregulated expression of corticotrophin releasing hormone type 1 receptor[J].J Neurosci Res,2010,167(3):909-919.

[14]Shi M,Du F,Liu Y,et al.Glial cell-expressed mechanosensitive channel TRPV4 mediates infrasound-induced neuronal impairment[J].Acta Neuropathol,2013,126(5):725-739.

[15]胡江平,耿瑞,李凱軍.tau蛋白與阿爾茨海默病的研究進(jìn)展[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2014,20(11):1031-1034.

[16]O'Day DH,Myre MA.Calmodulin-binding domains in Alzheimer's disease proteins:extending the calcium hypothesis[J].Biochem Bioph Res Co,2004,320(4):1051-1054.

[17]Liu Z,Gong L,Li X,et al.Infrasound increases intracellular calcium concentration and induces,apoptosis in hippocampi of adult rats[J].Mol Med Rep,2011,5(1):73-77.

[18]Martin L,Latypova X,Terro F.Post-translational modifications of tau protein:implications for Alzheimer's disease[J]. Neurochem Int,2011,58(4):458-471.

[19]Yuan H,Long H,Liu J,et al.Effects of infrasound on hippocampus-dependent learning and memory in rats and some underlying mechanisms[J].Environ Toxicol Phar,2009,28(2): 243-247.

[20]Liu ZH,Chen JZ,Ye L,et al.Effects of infrasound at 8 Hz 90 dB/130 dB on NMDAR1 expression and changes in intracellular calcium ion concentration in the hippocampus of rats[J]. Mol Med Rep,2010,3(6):917-921.

[21]劉朝暉,陳景藻,李康樗,等.不同聲壓級次聲對大鼠海馬細(xì)胞凋亡的影響[J].中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志,2004,26(3): 148-151.

[22]呂國蔚.醫(yī)學(xué)神經(jīng)生物學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2000: 87-88,184-202.

[23]Liang Z,Liu F,Iqbal K,et al.Decrease of protein phosphatase 2A and its association with accumulation and hyperphosphorylation of tau in Down syndrome[J].J Alzheimers Dis,2008,13 (3):295-302.

[24]Avila J.Tau kinases and phosphatases:Commentary[J].J Cell Mol Med,2008,12(1):258-259.

[25]Wang YJ,Chen GH,Hu XY,et al.The expression of calcium/ calmodulin-dependent protein kinase II-α in the hippocampus of patients with Alzheimer's disease and its links with AD-related pathology[J].Brain Res,2005,1031(1):101-108.

Effects of Infrasound on Expression of Calmodulin-dependent Protein Kinase II and Tau Protein in Hippocampus of Rats

CAI Li1,WANG Jin2,CUI Yao3,4,ZHANG Ge2,WU Song-yan1,ZHANG Wen-dong1,LIU Zhao-hui1
1.Department of Rehabilitation Medicine,Tangdu Hospital,the Fourth Military Medicine University,Xi'an, Shaanxi 710038,China;2.Section of Radiation Medicine Teaching&Research,the Fourth Military Medicine University,Xi'an,Shaanxi 710032,China;3.Beijing Bo'ai Hospital,China Rehabilitation Research Center,Beijing 100068,China;4.Capital Medical University School of Rehabilitation Medicine,Beijing 100068,China

LIU Zhao-hui.E-mail:15829845741@163.com

ObjectiveTo study the effect of infrasound on expression of calmodulin-dependent protein kinase II(CaMKII)and tau protein in hippocampus of rats.MethodsFifty-six male Sprague-Dawley rats were randomized into control group(n=8),1-day group(n=8), 7-day group(n=8)and 14-day group(n=32),and the 14-day group was subgrouped as 1-hour,6-hour,24-hour,48-hour subgroups,naming after the time after infrasound exposure,8 in each subgroup.All the test groups were put in an infrasound field with 8 Hz,130 dB for 2 hours daily,while the control group was put in the infrasound instrument without infrasound exposure for 2 hours daily.The expression of pT286-CaMKII and tau protein in hippocampus was detected with immunohistochemisty,Western blotting and enzyme-linked immunoabsorbent assay.ResultsThe expression of pT286-CaMKII was the most in 14-day group(F>14.912,P<0.001),as well as the expression of tau protein(F>36.229,P<0.001),and secondary in 7-day group(P<0.05).For 14-day group,the expression of tau protein was the most in 1-hour and 6-hour subgroups,and dropped down in 24-hour subgroup,although more than that in the control group(P<0.05).ConclusionExposure of 8 Hz,130 dB infrasound may induce phosphorylation of CaMKII and tau protein,and the expression of tau protein in hippocampal cells in rat,which may disturb their learning and memory function.

infrasound;calmodulin-dependent protein kinase II;tau protein;learning and memory;hippocampus;rats

R594.9

A

1006-9771(2017)03-0298-06

2016-10-26

2017-01-04)

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.31470825)。

1.第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院康復(fù)醫(yī)學(xué)科，陜西西安市710038；2.第四軍醫(yī)大學(xué)放射醫(yī)學(xué)教研室，陜西西安市710032；3.中國康復(fù)研究中心北京博愛醫(yī)院，北京市100068；4.首都醫(yī)科大學(xué)康復(fù)醫(yī)學(xué)院，北京市100068。作者簡介：蔡麗(1987-)，女，漢族，陜西商南縣人，碩士研究生，治療師，主要研究方向：言語認(rèn)知功能障礙的治療及其機(jī)制。通訊作者：劉朝暉(1962-)，女，漢族，山西運(yùn)城市人，博士，副主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師，主要研究方向：物理治療的臨床應(yīng)用與機(jī)制研究。E-mail:15829845741@163.com。

10.3969/j.issn.1006-9771.2017.03.010