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目的:癫痫(Epilepsy, EP)是由多种因素引起的慢性脑功能障碍综合征,是神经系统常见病。目前癫痫的治疗主要依靠抗癫痫药物。随着对癫痫研究的不断深入,癫痫对认知功能的影响逐渐受到人们的重视,但其确切机制尚未阐明。在临床上很难区分认知功能损害是由癫痫本身引起的,还是应用抗癫痫药物(AEDs)所造成的,而癫痫动物模型却可以通过控制癫痫发作的各个因素来探讨癫痫对认知功能损害的可能原因和相关机制。我们利用戊四氮(Pentetrazole, PTZ)点燃的慢性癫痫大鼠模型,通过丙戊酸钠(valproate, VPA)、妥泰(topiramate, TPM)治疗使癫痫得到控制后,应用Morris水迷宫试验检测大鼠经抗癫痫药物治疗后认知功能的差异,以评价大鼠的行为学改变,用DNA原位末端标记法(terminal deoxynucleotidyl transferse-mediated biotinylated deoxyuridine triphosphate nickel end labeling, TUNEL)检测海马区的凋亡细胞,应用免疫组化法检测海马区神经元Bax和Bcl-2的表达的变化,以研究评价抗癫痫药物丙戊酸钠、妥泰对癫痫大鼠认知功能的影响。方法1分组选用清洁级健康雄性青春期Sprague-Dawley (SD)大鼠40只(201±29)g,随机分为4组,每组10只。随机选取1组作为正常对照组(NS组),其余3组用戊四氮(PTZ)点燃,致痫后随机选取1组作为癫痫对照组(PTZ组),另外2组(实验组)给予丙戊酸钠(VPA组)、妥泰(TPM组)控制癫痫发作。2造模正常对照组大鼠每日上午腹腔注射生理盐水(35mg/kg),其余3组按35mg/(kg·d)腹腔注射化学致痫剂戊四氮,直至达到足够强度癫痫发作,约需持续2周。3脑电图描记在SD大鼠完全点燃后进行脑电图记录,检验点燃效果。将大鼠固定于脑立体定位仪上,参照电极固定于鼻部,前额、颞叶或顶叶各一支电极,地线固定于背部。4治疗造模成功后进行如下处理:正常对照组,继续腹腔注射生理盐水(35mg/kg)每日1次;PTZ组继续按35mg/(kg·d)腹腔注射PTZ每日1次。正常对照组、PTZ组经口腔用生理盐水灌胃,每日2次;实验组将溶于生理盐水的丙戊酸钠、妥泰每日分2次分别灌胃,每日总剂量按成人单位体重剂量的25倍计算,丙戊酸钠约250mg/(kg·d),妥泰约80mg/(kg·d)。5行为学检测应用Morris水迷宫试验检测各组大鼠经治疗后学习及记忆功能的差异。6海马神经元凋亡的检测完成行为学检测后,将各组大鼠在深度麻醉下用生理盐水、4%多聚甲醛溶液经左心室、主动脉灌注,取海马组织,置于4%多聚甲醛溶液中后固定后制作石蜡标本。用末端脱氧核苷酸转移酶介导的脱氧尿嘧啶核苷三磷酸缺口末端标记技术(terminal deoxynucleotidyl transferse- mediated biotinylated deoxyuridine triphosphate nickel end labeling technique, TUNEL)检测海马区的凋亡细胞。7 Bcl-2和Bax阳性细胞的检测标本制作方法同上,用免疫组化方法检测Bcl-2和Bax阳性细胞。结果1造模情况实验组大鼠按35mg/(kg·d)腹腔注射致痫剂PTZ,持续2周,均达到足够强度癫痫发作,造模成功。2脑电图结果正常对照组表现为以9-11Hzα波为主,散在θ波,两侧对称,无痫样放电。PTZ点燃组均出现典型的高波幅棘-慢波、尖-慢波、棘波、尖波发放。3治疗结果丙戊酸钠、妥泰治疗组均能控制癫痫发作。4行为学检测Morris水迷宫试验测试结果显示: VPA组测试成绩提高很快(P<0.01)。TPM组测试成绩提高慢,各次、各天之间差异无显著性(P>0.05),较NS组差。每天完成6次测试所用时间的比较显示,TPM组较其他3组所用时间长(P<0.01);其他3组所用时间无显著性差异(P>0.05)。在寻找平台象限和在平台象限逗留时间的测试中,TPM组寻找平台象限时间与其他3组之间均数存在差异(P<0.01),所需时间明显长于其他组;逗留平台象限时间较其他3组无显著性差异(P>0.05)。其他3组寻找平台象限和在平台象限逗留的时间无显著性差异(P>0.05)。5海马神经元凋亡的检测结果正常对照组、PTZ组、VPA组大鼠海马区偶见凋亡细胞; TPM组大鼠海马区凋亡细胞的数目增多。6 Bcl-2阳性细胞的检测结果正常对照组海马神经元Bcl-2阳性细胞为一些弱染的、散在的细胞; PTZ模型组海马神经元存在较多的Bcl-2阳性细胞,阳性细胞着色和密度均有增强; VPA组海马神经元Bcl-2阳性细胞较PTZ组无明显变化; TPM组海马神经元Bcl-2阳性细胞较PTZ组减少,阳性细胞着色和密度均减弱,较正常对照组无明显变化。7 Bax阳性细胞的检测结果正常对照组海马神经元Bax阳性细胞为一些弱染的、散在的细胞; PTZ模型组海马神经元存在较密集的Bax阳性细胞分布,阳性细胞着色较深,密度增强; VPA组海马神经元Bax阳性细胞较PTZ组减少,阳性细胞着色和密度均减弱,较正常对照组无明显变化; TPM组海马神经元Bax阳性细胞较PTZ组增多,阳性细胞着色和密度均增强。结论1成功建立了PTZ点燃的慢性癫痫大鼠模型。2 Morris水迷宫试验可以检测大鼠的认知功能。3抗癫痫药物丙戊酸钠(VPA)对癫痫大鼠的认知功能无损害作用,妥泰(TPM)对癫痫大鼠的认知功能有损害作用。4癫痫引起的认知功能障碍可能与海马神经元的凋亡有关。5癫痫及应用抗癫痫药物后产生的海马神经元凋亡可能与Bcl-2表达减少、Bax表达增多有关。