低频率电刺激海马CA3区对大鼠杏仁核电点燃癫痫的作用机制研究

摘要

低频率电刺激(LFS)为难治性癫痫的治疗提供了新的选择。LFS癫痫灶点以外脑区可以有效抑制病人和实验动物的癫痫发作。但是，LFS靶点的选择和优化需要进一步研究。海马CA3区是癫痫产生和传播环路中的一个重要位点，因此本研究分别观察了LFS海马CA3区对大鼠杏仁核电点燃癫痫的形成和大发作的作用。此外，谷氨酸在癫痫形成和发作过程中扮演重要角色。在癫痫病人和动物实验中都发现，癫痫大发作后谷氨酸代谢的关键酶谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase，GS)功能下降，但是癫痫形成过程中GS作用还不清楚。因此本研究还观察了大鼠杏仁核电点燃癫痫形成过程中，GS表达和活性的变化及其在癫痫形成过程中的作用以及LFS的影响。我们的研究旨在为阐明癫痫发生的机制提供新的思路，也为早期干预癫痫发生提供实验依据。
　　 ⑴低频率电刺激大鼠海马CA3区抑制杏仁核电点燃癫痫形成。我们发现，在海马CA3区给予LFS(单向方波脉冲，1 Hz，15min，100μA，0.1ms/脉冲)，明显抑制了杏仁核电点燃诱发的癫痫活动的持续时间，延缓了从局部发作进展到全面性发作的进程。并且，LFS组大发作潜时明显延长，持续时间(generalized seizure duration，GSD)明显缩短，表明LFS可以明显抑制癫痫活动的传播及发作的严重程度。此外，LFS可阻止反复点燃引起的后放电阈值的下降，并提高大发作阈值，提示LFS可降低动物对大发作的易感性。这些结果表明，LFS海马CA3区能够抑制癫痫形成，可能是颞叶癫痫治疗的一种潜在手段。
　　 ⑵低频率电刺激大鼠海马CA3区模式依赖地影响杏仁核电点燃癫痫大发作。给予SD大鼠杏仁核每天一次电刺激至完全点燃，然后给予海马CA3区不同模式的LFS(1Hz，100μA，15min，单脉冲0.1 ms)。刺激后立即给予(Post-treatment)LFS明显降低大发作的严重程度和易感性，而刺激前给予(pre-treatment)LFS对大发作的抑制作用较弱。在没有癫痫电点燃刺激的前提下，连续每天给予LFS，不仅不能减弱之后的癫痫发作，而且还拮抗了Post-treatment的抗癫痫作用。这些结果提示，低频率电刺激海马CA3区对癫痫大发作的作用具有刺激模式的依赖性。在合适的低频率电刺激模式下，海马CA3区有可能成为癫痫治疗的潜在靶点。
　　 ⑶大鼠杏仁核电点燃癫痫形成过程中，同侧齿状回GS-过性功能上调与癫痫形成有关，可能是LFS抑制杏仁核电点燃癫痫形成的机制之一。杏仁核电点燃癫痫进展到4级时，同侧齿状回(dentate gyrus，DG)GS的表达和活性都出现上调。4级GS表达增加之前，在同侧DG区给予低剂量GS的选择性抑制剂甲硫氨酸硫酰亚胺(methionine sulfoxirmine，MSO，5 or10μg/2μl)，可剂量依赖地降低癫痫发作的严重程度和易感性；而大剂量MSO(20μg/2μl)加快了电点燃癫痫的进程。给药后动物癫痫进展到4级时同侧DG区GS的表达仍然上调，再次给与MSO10μg/2μl依然可以抑制癫痫进程。用microRNA干扰技术不同程度抑制同侧DG区GS表达也得到相似结论。并且，同侧DG区微量注射特异性星形胶质细胞毒-左旋氨基乙二酸(L-alpha-aminoadipic acid，L-AAA，5μg/2μl)产生的癫痫抑制作用与10 pg MSO相似。在电点燃过程中低频率电刺激海马CA3区可抑制4级时DG区GS的表达上调。此外，在戊四唑(pentylenetetrazole，PTZ)点燃癫痫模型也发现，皮层GS表达和活性的增强。这些结果一致提示，短暂的GS表达和活性增强参与了癫痫的形成过程。在合适的时间适度地抑制GS可抑制癫痫形成。这可能也是LFS抑制杏仁核电点燃癫痫形成的机制之一。

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致谢

缩略词表

1 第一部分

1.1 引言

1.2 实验动物

1.3 实验方法

1.4 结果

1.5 讨论

参考文献

2 第二部分

2.1 引言

2.2 实验动物

2.3 实验方法

2.4 结果

2.5 讨论

参考文献

综述

参考文献

作者简历及在读期间所取得的科研成果