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目的:
1、颞叶癫痫是一种难治性癫痫,是神经科常见的临床综合征,其发病机制尚未完全阐明。目前NF-κB在神经系统疾病中的作用是神经病学研究的热点之一,研究发现NF-κB通过介导免疫损伤,可造成脑损害;
2、探讨体外海马神经元癫痫的发病机制;
3、探讨无镁细胞外液诱导海马神经元放电后NF-κB的表达及活性的研究,并进一步验证体内大鼠癫痫模型中NF-κB表达结果的可信度,从而为临床抗癫痫药物提供一定的理论基础。
方法:
以体外原代培养的Sprague Dawley乳鼠(出生24小时之内)大脑海马神经元作为实验材料,体外培养7天后,进行实验。
1、细胞形态学观察:于倒置相差显微镜下观察各组细胞形态,并采集各组细胞形态的图像。
2、免疫荧光染色法(MAP2)对体外培养的神经元进行纯度鉴定:用MAP2抗体标记神经元,DAPI染核,在荧光显微镜下观察,并采集图像。
3、利用膜片钳技术检测神经元痫样放电。
4、Western blot方法检测正常对照组和实验组NF-κB的表达水平。
5、免疫荧光染色法对实验组和对照组细胞内NF-κB的表达水平和亚细胞定位进行检测。
结果:
1、细胞形态学观察及神经元纯度鉴定:
正常神经元经体外培养48小时后大多数呈纺锤形,部分呈椭圆形或三角形,细胞突起可见,培养第7天时胞体立体感好,形态饱满,突起更丰富,相互交织成网络。采用神经元特异性抗体微管相关蛋白2(MAP2)进行免疫荧光染色(详见实验方法2),荧光倒置显微镜采集荧光信号,鉴定结果显示:培养第2天的神经元阳性率为50%~60%(图1),而培养第7天所得神经元阳性率达>95%(图2)。无镁细胞外液处理的海马神经元生长状态良好,部分神经元胞体相互聚集,交织成神经网络。
2、膜片钳检测结果显示:
以正常组细胞作为对照组,在正常细胞外液中,电流钳记录到正常神经元偶然会有动作电位的发放,该动作电位的幅度范围为60~70mV。而经无镁细胞外液处理3h后再恢复到正常细胞外液的条件下,出现神经元持续强直高频爆发的“癫痫样”自发性放电,其电压幅度为60~80mV,频率大幅度提高。
3、Western blot印迹法显示:
Western blot结果显示无镁处理海马神经元组(实验组)与正常对照组NF-κB蛋白表达相对灰度值比较差异有统计学意义(P<0.05)。
4、免疫荧光方法检测细胞定位及表达水平正常对照组海马神经元NF-κB主要在胞浆表达,无镁处理实验组海马神经元NF-κB在胞核表达为主,提示神经元被活化,与western blot结果相一致。
结论:
1、在原代培养的海马神经元中,无镁细胞外液可诱导海马神经元产生稳定的、持续的体外神经元癫痫持续状态模型。该模型具有实验条件恒定、易控制、实验周期短的优点,所以是生理、药理、病理等研究领域的重要方法之一。
2、在原代培养的海马神经元中,Western blot实验结果显示:实验组(无镁处理组)NF-κB蛋白表达比正常对照组增加,差异具有明显的统计学意义(p<0.05)。
3、在原代培养的海马神经元中,免疫荧光结果显示:正常对照组NF-κB蛋白主要在海马神经元胞浆表达,而实验组(无镁处理组)NF-κB蛋白主要在神经元胞核表达,提示神经元被活化,NF-κB发生核移位。
4、结合上述结果,提示NF-κB可能是参与癫痫活动的重要机制之一。