芳香开窍法对戊四氮慢性癫痫大鼠模型AMPA受体的调控机制研究

对于癫痫的发病机制的研究,主要是神经递质分泌失衡、离子通道功能异常、神经炎症、胶质系统异常和神经环路异常等。各种病因引起神经元异常放电,引发惊厥发作Tamoxifen价格,惊厥发作后又会发生兴奋性神经递质升高,从而使得突触功能受到影响,使得癫痫反复发作而陷入恶性循环中。大脑中离子通道的异常和炎症因子的增加及神经递质分泌的失衡是导致癫痫发生的主要因素。癫痫发病机制复杂,目前的抗癫痫发作药物主要以离子通道或神经突触为靶点进行治疗。谷氨酸(α-aminoglutaric acid,Glu)、天冬氨酸(Aspartic acid,Asp)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)以及甘氨酸(Glycine,Gly)等氨基酸是人体内重要的氨基酸类神经递质,参与维系脑部突触间的信息传递,并且具备调控神经系统功能的作用。兴奋性神经递质Glu和抑制性神经递质GABA的平衡维持神经元突触之间正常的信息传递。而离子通道型谷氨酸受体AMPA受体(ɑ-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionicacid receptor,AMPAR),介导大多数兴奋性神经递质的传递,广泛分布于神经系统。AMPAR既是一种谷氨酸受体亚型同时又是一种阳离子通道,参与整合突触后膜可塑性以及突触之间的信息传递,与长时程增强(Long-term potentiation,LTP)和长时程抑制(Long-term depression,LTD)相关。AMPAR还参与了谷氨酸介导的神经元兴奋性毒性损伤,多种致痫机制均涉及Glu及其相关受体异常,被认为与癫痫发作有着极为密切的关联性。而Ca~(2+)可通透的AMPAR过度激活引起胞内钙超载而引起Glu产生对神经元的持续性兴奋性神经毒性是导致癫痫神经元功能障碍的重要原因之一。AMPAR是由4种亚基GluR1-4(即是Glu A1-4)构成的四聚体,而GluR2是AMPAR发挥功能的主要部分。N-乙基顺丁烯二酰亚胺敏感性的融合蛋白(N-ethylmaleimide-sensitive fusion protein,NSF),即NSF蛋白,参与AMPAR插入并稳定于突触后膜的再循环过程,蛋白激酶C相互作用蛋白1(Protein Interacting With C Kinase 1,PICK1)通过PDZ结构域在突触后膜与GluR2产生相互作用,调节GluR2的磷酸化,特异性调控GluR2。石菖蒲和冰片除自身具有抗惊厥作用外,还能对谷氨酸及其相关受体具有调节作用。因此,我们推测石菖蒲-冰片是否具有通过调节AMPAR的功能来抑制癫痫发作的作用?本实验选用戊四氮慢性致痫大鼠模型,观察记录癫痫发作等级、癫痫发作潜伏期、脑电图,采用Western Blot法检测石菖蒲-冰片对癫痫发作下大鼠海马组织GluR2的影响,ELISA法检测石菖蒲-冰片对癫痫发作下的大鼠海马组织中NSF、PICK1蛋白的影响,验证石菖蒲-冰片是否通过作用于海马神经元AMPAR从而抗癫痫发作,探索石菖蒲-冰片抗癫痫发作的机制,从而为其临床应用提供理论基础。研究目的:以隔日腹腔注射亚剂量PTZ(35mg/kg)诱导的慢性癫痫模型大鼠为研究对象,观察石菖蒲-冰片对癫痫发作下大鼠海马组织AMPA受体GluR2和AMPA受体GluR2相关调控蛋白NSF、PICK1的影响,探讨石菖蒲-冰片是否通过调节GluR2/NSF/PICK1发挥抗癫痫发作作用。研究方法:选用SPF级雄性SD大鼠43只。然后根据随机数字表法选出6只作为空白对照组,其余37只成为模型组,使用29天戊四氮(Pentetrazol,PTZ)35mg/kg隔日腹腔注射化学点燃法建立慢性癫痫模型,根据Racine分级方法判定模型癫痫发作状况,对于造模期间出现持续性癫痫大发作而不能得到缓解时给予10%水合氯醛0.2ml解痉,最后将筛选出的点燃成功的所有大鼠根据随机数字表法进行随机分为3组,癫痫模型组、石菖蒲-冰片治疗组、吡仑帕奈干预组。通过给予石菖蒲-冰片治疗21d,每周1次以及NVP-TNKS656使用方法给药结束前1d给予1次PTZ维持点燃,观察各阶段大鼠癫痫发作等级、癫痫发作潜伏期、脑电图,记录给药干预后最后一天各组大鼠癫痫发作的脑电图。采用Western Blot测定海马区AMPA受体GluR2亚基的表达,ELISA测定NSF、PICK1的表达。研究结果:1.癫痫发作等级观察:实验过程中空白对照组未出现任何痫性行为发作。石菖蒲-冰片组和吡仑帕奈组大鼠的癫痫发作等级明显低于模型组。2.癫痫发作潜伏期观察:实验过程中空白对照组未出现痫性发作。石菖蒲-冰片组和吡仑帕奈组大鼠的癫痫发作潜伏期明显高于癫multiplex biological networks痫模型组。3.脑电图:癫痫模型组呈现出频发高幅的尖波、棘波、棘慢复合波等痫性波;石菖蒲-冰片组和吡仑帕奈组大鼠显示慢波和小棘波,且发作频率明显降低,发作时间明显延长。4.Western Blot结果:药物干预治疗后,癫痫模型组大鼠海马组织AMPA受体GluR2蛋白表达降低,与癫痫模型组比较,石菖蒲-冰片组、吡仑帕奈组明显高于癫痫模型组。5.ELISA结果:药物干预治疗后,各组大鼠脑内AMPA受体相关调节蛋白NSF和PICK1表达比较,未见明显差异。研究结论:1.石菖蒲-冰片能够明显降低PTZ诱导的慢性癫痫模型大鼠的癫痫发作等级、延长癫痫发作潜伏期。2.石菖蒲-冰片能够明显增加PTZ诱导的慢性癫痫模型大鼠海马组织GluR2的蛋白表达。3.芳香开窍法可能通过上调AMPA受体GluR2亚基的表达,从而减轻癫痫的发作,其改善癫痫发作的机制可能是以AMPA受体GluR2亚基为作用靶点,调控AMPA受体对钙离子的通透性,抑制钙超载,从而降低谷氨酸对突触后神经元的持续兴奋性毒性,达到调节突触后信号传递以及突触可塑性,控制癫痫发作的有关。