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目的: 癫痫(Epilepsy, EP)是神经系统常见疾病之一。癫痫发病机制至今仍不明确,这无疑给其治疗带来极大困惑,因此寻找新的靶点治疗癫痫仍是当今神经科学研究者急需解决的问题。本课题组前期研究发现,N-甲基-D-天冬氨酸(N-mathy1-D-aspartate, NMDA)受体亚型NR2A抑制剂可下调P-糖蛋白的表达,抑制癫痫的发作;水通道蛋白4(Aquaporin4, AQP4)抑制剂乙酰唑胺,可抑制AQP4的表达,延缓癫痫的发作;另有研究证实,NR2A可调控AQP4的表达。本研究通过检测癫痫持续状态(status epilepticus, SE)后不同时间点大鼠海马组织AQP4的表达情况和海马组织水含量的变化,同时在SE后AQP4表达的最高时间点,检测NR2A抑制剂对海马组织AQP4表达的影响,观察脑水肿形成情况,从而探讨NR2A抑制剂是否通过调控AQP4的表达而抑制癫痫的发作,目的是研究NR2A抑制剂抑制癫痫发作的作用机制,为寻找新靶点NR2A抑制剂治疗癫痫提供理论依据。 方法: 将实验大鼠随机分为6组:对照组(腹腔注射生理盐水)、SE后0 h、12 h、24 h、48 h、72 h组(腹腔注射戊四氮致痫),通过Western blot、RT-qPCR检测各组大鼠海马组织中AQP4蛋白和mRNA的表达,免疫组织化学染色法检测大鼠海马组织中AQP4的表达和分布,采用干—湿重法检测大鼠海马组织中的水含量。通过上述实验,研究在戊四氮(pentylenetetrazol, PTZ)诱导的SE模型中AQP4以及海马组织水含量在72 h内的动态表达变化,筛选出AQP4表达的最高时间点,为下一步实验提供依据。 将32只成年大鼠随机分成4组:对照组(先侧脑室注射生理盐水,再腹腔给予生理盐水)、致痫组(先侧脑室给予等量生理盐水,再腹腔注射PTZ)、PEAQX处理组(先侧脑室注射PEAQX处理30 min,再腹腔注射PTZ)、PEAQX对照组(先侧脑室注射PEAQX预处理30 min,再腹腔注射生理盐水)。在上述检测的AQP4表达的最高时间点,观察每组大鼠行为学表现,并使用BL-420生物机能实验系统记录各组大鼠脑电的变化,Western blot和RT-qPCR检测AQP4蛋白和mRNA的表达,干—湿重法检测每组大鼠海马组织中水含量的变化。 结果: Western blot、RT-qPCR结果:致痫组大鼠海马组织中AQP4蛋白和mRNA的表达从12 h开始增加,24 h达到高峰与对照组相比明显升高(P<0.05),持续至48 h后降低,至72 h时其含量仍比对照组高(P<0.05);免疫组织化学染色结果:光学显微镜下可见AQP4主要表达在海马组织CA3区,不同时间点的免疫反应强弱不一,对照组及SE0 h组虽然可见阳性物质,但颗粒染色浅,分布稀疏, SE12 h组、SE24h组观察到CA3区AQP4免疫反应逐步增强,阳性着色细胞数量逐步增加, SE24 h组达到高峰,明显强于对照组(P<0.05),到SE48 h组、SE72h组免疫反应逐渐减弱,阳性细胞数量减少,但仍高于对照组(P<0.05);干—湿重法结果:对照组大鼠脑组织水含量为[(83.067±1.534)%],SE后12 h组大鼠脑水含量开始增加,至24 h大鼠脑水含量为[(89.967±2.500)%]明显高于对照组(P<0.05),持续至48 h后降低,至72 h时大鼠脑中含水量为[(87.833±2.567)%]仍比对照组高(P<0.05)。通过侧脑室注射PEAQX后,行为学观察发现对照组、PEAQX对照组无痫性发作,致痫组癫痫发作明显且迅速,PEAQX干预组明显延长了PTZ致癫痫的潜伏期,降低了癫痫发作级别;脑电图结果:对照组、PEAQX对照组没有明显癫痫波,致痫组记录到多个棘波或棘—慢综合波等癫痫波,PEAQX干预组癫痫波减少;Western blot、RT-qPCR结果发现致痫组AQP4蛋白和mRNA表达明显增加,与对照组相比差异显著( P<0.05), PEAQX干预组与致痫组比较发现AQP4表达降低(P<0.05),但仍高于对照组;干—湿重法检测致痫组海马组织水含量明显增加,与对照组相比差异显著(P<0.05),PEAQX干预组海马组织水含量低于致痫组(P<0.05)。 结论: 1、NR2A抑制剂可下调大鼠SE模型海马组织AQP4的表达。 2、NR2A抑制剂可抑制癫痫发作,减轻癫痫后脑水肿的形成。