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目的: 首先制备戊四氮(Pentylenetetrazole,PTZ)诱导的慢性致痫大鼠模型(chronic epilepticus),研究慢性癫痫形成过程中大鼠海马脑电、海马水通道蛋白4(Aquaporin4,AQP4)、NF-κB/P65、IL-1β、IL-6、TNF-α以及血清中IL-1β、IL-6、TNF-α的表达情况,观察神经元形态变化。然后应用AQP4抑制剂乙酰唑胺(Acetazolamide,AZA)干预后对它的影响,探讨AQP4参与脑内NF-κB/P65信号通路中的炎症因子免疫调控作用,探索慢性癫痫发作新机制,为改善慢性难治性癫痫患者发作开辟新思路。 方法: 将100只成年Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为对照组、戊四氮组(PTZ组)、乙酰唑胺干预组(PTZ+AZA组),乙酰唑胺对照组(AZA组)。根据分组给予不同处理,对照组(注射同体积的生理盐水)、戊四氮组(给予戊四氮亚剂量35mg/(kg·d))、乙酰唑胺干预组(乙酰唑胺35mg/(kg·d)腹腔注射预处理30min,再给予戊四氮亚剂量)和乙酰唑胺对照组(乙酰唑胺35mg/(kg·d))。连续注射28d,观察各组大鼠行为学表现,第30d宰杀全部动物,迅速断头分离出海马以及收集血清,以备实验;使用BL-420E生物机能实验系统记录各组大鼠脑电的改变;采用干-湿重法检测各组大鼠海马组织含水量变化;尼式染色观察各组海马神经元水肿状况;免疫组化检测大鼠海马组织中AQP4的表达和分布;实时荧光定量PCR(realtime fluorescence quantitativepolymerasechain reaction,RT-qPCR)和蛋白免疫印迹(Western blotting)法检测海马组织中AQP4和NF-κB/P65mRNA及蛋白表达的变化情况;RT-qPCR和ELISA法检测各组海马和血清中IL-1β、IL-6和TNF-α的水平变化。 结果: 大鼠行为学观察显示:对照组和乙酰唑胺对照组未观察到癫痫发作。戊四氮组和乙酰唑胺干预组慢性癫痫大鼠点燃率100%,其中戊四氮组慢性点燃潜伏期为(18.2±1.7d),乙酰唑胺干预组潜伏期为(23.5±2.4d),乙酰唑胺干预组慢性点燃潜伏期明显延长(P<0.05),但点燃率与戊四氮组一致;脑电图结果:对照组和乙酰唑胺对照组无明显痫样波出现,戊四氮组记录到多个棘波或棘-慢复合波,乙酰唑胺干预组也可见少量棘波或棘-慢综合波,但较戊四氮组减少(P<0.05);免疫组化结果:光学显微镜下可见到海马CA3区毛细血管周围呈现棕褐色阳性性染色,高倍镜下CA3区神经元无明显染色,与对照组相比,戊四氮组CA3区血管前周围AQP4免疫反应显著增强,光密度值为(0.4235±0.0173),可见较多血管周围被染成棕褐色(P<0.01),乙酰唑胺干预组AQP4阳性表达较戊四氮组明显减弱,平均光密度值比较可发现乙酰唑干预组较戊四氮组减少(P<0.05),但高于对照组(P<0.05),差异有统计学意义;乙酰唑胺对照组与对照组相比阳性染色颗粒明显减弱,AQP4表达明显减少(P<0.05);尼式染色结果:光镜下观察对照组和乙酰唑胺对照组大鼠海马细胞数量和结构均正常。模型组神经元细胞数量明显减少,细胞肿胀变形,层次紊乱,尼式小体数量减少。乙酰唑胺干预组较戊四氮组改善。RT-qPCR结果显示:戊四氮组和乙酰唑胺干预组AQP4mRNA相对表达量分别为(3.9650±0.3677)和(1.9307±0.2314)均高于高于对照组(P<0.01或P<0.05),乙酰唑胺干预组AQP4mRNA表达低于致痫组(P<0.05),乙酰唑胺对照组AQP-4mRNA表达低于对照组(P<0.05)。戊四氮组炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-αmRNA表达均显著高于对照组(P<0.001),乙酰唑胺干预组L-1β、IL-6和TNF-αmRNA表达与戊四氮组相比有所下降(P<0.05),乙酰唑胺对照组其炎症因子mRNA表达与对照组相比无统计学意义;Western blotting结果显示:戊四氮致大鼠慢性癫痫后海马AQP4和NF-κB/P65蛋白表达明显增高,致痫组和乙酰唑胺干预组与对照组相比分别(P<0.001)和(P<0.05),乙酰唑胺干预组AQP4和NF-κB/P65蛋白表达量较致痫组明显降低(P<0.05),乙酰唑胺对照组AQP4蛋白与正常对照相比组明显降低(P<0.05)而NF-κB/P65蛋白与正常对照相比组无统计学意义;ELISA结果显示:脑组织和血清中IL-1β、IL-6和TNF-α在对照组中也有表达,致痫组中的含量显著高于对照组(P<0.001);癫痫模型大鼠用乙酰唑胺处理后IL-1β、IL-6、TNF-α蛋白的含量低于致痫组(P<0.05),但仍高于对照组(P<0.05)。 结论: 1、腹腔注射亚惊厥剂量的PTZ(35mg/kg)可诱导大鼠出现慢性癫痫发作,AQP4mRNA及AQP4在癫痫点燃组大鼠中表达明显升高。AQP4抑制剂乙酰唑胺能延缓慢性癫痫发作的潜伏期,降低癫痫发作程度。 2、慢性癫痫发作可诱导大鼠海马NF-κB/P65蛋白和IL-1β、IL-6、TNF-αmRN A和蛋白及血清中IL-1β、IL-6、TNF-α蛋白表达增加。乙酰唑胺可抑制海马和血清中炎症因子表达,但不会影响正常状态下炎症因子水平。 3、慢性癫痫发作可诱导大鼠海马内NF-κB/P65蛋白表达增加,乙酰唑胺可抑制大鼠海马NF-κB/P65表达。提示在慢性癫痫形成的机制可能是星型胶质细胞膜上的AQP4表达上调,激活NF-κB等信号路径促进炎症因子表达,维持癫痫状态脑内和血清中炎症因子高水平状态。