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研究目的:本研究采用戊四氮(pentylenetetrazol,PTZ)建立发育期大鼠反复痫性发作模型,观察大鼠成年后情感、学习记忆障碍及海马可塑性改变,探讨核转录因子NF-κ B在反复痫性发作病理生理机制中的作用,为癫痫临床治疗和新药研发提供理论依据。
研究方法:选用10日龄SD大鼠72只,随机分为癫痫模型组(PTZ组)24只、干预组(PDTC+PTZ组)24只、正常对照组(NS组)24只,模型组用戊四氮(PTZ)反复腹腔注射5 d,造成反复痫性发作模型,干预组则在戊四氮注射1小时前先腹腔注射吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC),对照组腹腔注射等量生理盐水;反复痫性发作24小时后观察海马形态学改变,用免疫组织化学技术测定核转录因子NF-κ B的表达,TUNEL检测细胞的凋亡情况;大鼠成年即60天后应用拒俘反应性、开场实验、强迫游泳实验、Morris水迷宫、Y迷宫观察各组大鼠的情感、学习记忆功能,测试完后用RT-PCR方法检测大鼠海马神经可塑性标志物神经生长相关蛋白(neuronal growth associated protein,GAP-43)mRNA,胶质增生标记物胶质原纤维酸性蛋白(glial fibril aryacidic Protein,GFAP)mRNA的表达变化。
研究结果:①海马神经细胞形态,PTZ组较NS组无明显改变,偶见细胞水肿、变性,PDTC+PTZ组可见较多变性、坏死细胞;②NF-κ B的表达,PTZ组显著高于NS组及PDTC+PTZ组;③TUNEL检测细胞凋亡,NS组和PTZ组均少见阳性结果,PDTC+PTZ组可见大量神经细胞凋亡,核固缩,被染成棕黄色;④大鼠成年后,与NS组相比,PTZ组及PDTC+PTZ组大鼠拒俘反应性、开场实验及强迫游泳实验示紧张、焦虑等情绪增强,Morris水迷宫中平均逃避潜伏期延长,目标象限停留时间变短,Y迷宫中达标所需训练次数增多,24小时记忆保持率下降,PDTC+PTZ组较PTZ组大鼠的学习记忆能力无明显改善;⑤海马组织GAP-43mRNA,GFAP mRNA的表达,PTZ组较NS组大鼠显著升高,而PDTC+PTZ组较PTZ组明显降低。
研究结论:①发育期大鼠反复痫性发作后海马神经元并无明显坏死、凋亡,脑内NF-κ B表达增加可能对神经元起保护作用,是未成熟脑对惊厥性脑损伤具有耐受性的一种重要神经生物学基础;②发育期大鼠反复痫性发作可导致远期不良影响,即情感、学习记忆障碍及突触重塑、胶质细胞增生等海马可塑性改变;③一方面,NF-κ B对惊厥性脑损伤可能有神经保护作用,另一方面,过度激活的NF-κ B可能参与癫痫可塑性改变及学习记忆障碍;④过度激活的NF-κ B可能通过调控其靶基因GAP-43、GFAP的表达变化参与癫痫的形成过程。