癫痫大鼠海马线粒体细胞色素氧化酶亚基Ⅰ和Ⅳ表达的变化

摘要

目的：线粒体呼吸链中的5个酶复合体均由线粒体DNA (mitochondrial DNA，mtDNA)和核DNA (nuclear DNA，nDNA) 编码的蛋白产物共同组成。细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase，COX)是线粒体呼吸链末端的限速酶，由mtDNA和nDNA共同编码的13条亚基组成(COXⅠ、Ⅱ和Ⅲ由mtDNA编码，其余由nDNA编码)。已有研究证明中枢神经系统线粒体功能障碍可导致癫痫发作，癫痫发作亦可引起线粒体损伤。本研究通过建立大鼠癫痫模型观察癫痫状态(status epilepticus，SE)后不同时程大鼠海马线粒体COXⅠ (mtDNA编码)和COXⅣ(nDNA编码)在基因和蛋白水平的表达变化及协同性，初步探讨线粒体在分子水平与癫痫的关系，及核和线粒体基因在癫痫中的协同水平。 方法：选用6-8周龄健康成年雄性Wistar 大鼠60只，随机分为生理盐水对照组、癫痫持续状态(SE)后急性期(3h)、静止期(7d)、慢性期(45d)组和注射匹鲁卡品(PILO)但未出现癫痫持续状态(SE)组。实验组大鼠腹腔注射氯化锂3mEq/kg，18～20小时后再给予匹鲁卡品30mg/kg腹腔注射，并于注射匹鲁卡品前30min腹腔注入东莨宕1mg/kg，以拮抗其外周胆碱能反应。免疫组化并荧光实时定量PCR检测各时程海马线粒体COX Ⅰ、Ⅳ阳性染色及其mRNA的表达。 结果：COX Ⅰ阳性细胞数在SE后3h明显增加，7d时降到对照水平，45d显著降低；COX Ⅳ阳性细胞数SE后3h稍有增加，但较对照组无显著性差异，静止期(7d)和慢性期(45d))COXⅣ染色变化与对照组相似；注射PILO但未出现SE组COXⅠ、Ⅳ的表达与对照组类似。COX Ⅰ mRNA在SE后3h表达明显升高(P<0.001)，7d时降到对照水平，45d显著降低(P<0.001)：COX Ⅳ mRNA在3h时表达较对照组升高，但差异无显著性，7d和45d时下降至对照水平。注射PILO但无SE组与对照组结果类似。 结论： 1．氯化锂-匹鲁卡品模型在研究线粒体与癫痫的关系中是成功的模型，可用于研究两者之间的关系。 2．线粒体的功能失调是SE的结果，并与SE后神经元死亡相关。 3．癫痫可引起线粒体编码的COX I亚基在基因和蛋白水平的表达改变，而核基因编码的亚基COXIV改变不明显，说明癫痫可导致线粒体功能紊乱，线粒体编码的基因更易受痫性发作的影响。

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