平痫冲剂对PTZ致痫大鼠中枢神经系统 NMDAR1和GABAARα1的影响
发表时间:2009-06-22 浏览次数:597次
作者:田茸
作者单位:甘肃中医学院,甘肃 兰州 730000 【摘要】 目的:探讨平痫冲剂抗癫痫的机制。方法:腹腔注射戊四唑制成慢性癫痫模型,通过免疫组织化学方法和显微图像分析技术检测大鼠颞叶及海马齿状回的谷氨酸受体(NMDAR1)和γ-氨基丁酸受体(GABA ARα1)免疫反应的阳性细胞数(n)、阳性细胞面积比(Aa %)及阳性细胞积分吸光度(IA)。结果:(1)与正常对照组比较,模型组颞叶及齿状回NMDAR1 的阳性细胞数、阳性细胞面积比上升,阳性细胞积分吸光度增加(P < 0.01);而西药治疗组及中药小、中、大剂量组与模型组比较,颞叶及齿状回的NMDAR1阳性细胞数、阳性细胞面积比都有不同程度地下降,阳性细胞积分吸光度也有不同程度地减少(P < 0.01)。(2)与正常对照组比较,模型组颞叶及齿状回GABA ARα1阳性细胞数、阳性细胞面积比下降,阳性细胞积分吸光度降低(P < 0.01);而西药治疗组和中药小、中、大剂量组与模型组比较,颞叶及齿状回的GABA ARα1阳性细胞数、阳性细胞面积比都有不同程度地增加,阳性细胞积分吸光度也有不同程度地升高(P < 0.01)。结论:平痫冲剂抗癫痫的作用机制可能是通过抑制颞叶及齿状回兴奋性神经递质受体NMDAR1的活性与表达,并激活其抑制性神经递质受体GABA ARα1的活性与表达,从而降低大脑皮质的兴奋性,有效抑制癫痫的形成及发展。
【关键词】 癫痫 平痫冲剂 PTZ点燃型癫痫大鼠模型 NMDAR1 GABAARα1
癫痫是一种常见的慢性脑部疾病,全世界约有4千万人受累。我国癫痫的患病率约为3.3 ‰ ~ 5.8 ‰,其中儿童癫痫的发病率约为成人的10倍,且半数以上在10岁以内起病[1]。该病严重影响患者的生活、工作、学习,且可能在发作时遭遇危险而危及生命,还会伴有一系列复杂的社会心理问题,给患者、家庭及社会带来很大负担[2]。因此如何正确、有效地防治癫痫已成为医学界尤其是儿科界广泛关注的问题。平痫冲剂为恩师张士卿教授依据中医理论,凭借多年临床经验总结所得,并经长期的临床运用,证明确有疗效。本实验通过检测大鼠颞叶氨基酸类神经递质受体的含量,来探讨平痫冲剂对癫痫的治疗效果及作用机理,为临床治疗提供更科学、更确切的理论依据。
1 实验材料
戊四唑(PTZ),用前以生理盐水配制成质量浓度为2.5 mg/mL的溶液;平痫冲剂(胆南星、僵蚕、天麻、代赭石、石菖蒲、丹参、白芍等),用时煎煮浓缩;苯巴比妥,质量浓度为1.03 mg/mL。
2 实验方法
2.1 动物分组
将60只28 d龄的Wistar大鼠,质量(70 ± 10) g,雌雄各半(甘肃省实验动物研究中心提供,医动字第14-007号),适应性饲养4 d后,随机分为6组,分别为:正常对照组、模型组、西药治疗组、中药小剂量组、中药中剂量组、中药大剂量组。
2.2 模型制备
除正常对照组外,其余5组均造模,方法参考徐国龙等[3]癫痫模型的制备,即用PTZ亚惊厥剂量32 mg/kg,用前以生理盐水配制成质量浓度为2.5 mg/mL的溶液,腹腔注射,每日1次,持续4周后停药1周,再用相同剂量的PTZ测试。凡显示连续5次Ⅱ级以上惊厥的,则视为达到点燃标准,Ⅳ~Ⅵ级的痫性行为被视为充分点燃。大鼠惊厥发作采用7点评分法[3]。0级:没有行为上的发作;Ⅰ级:节律性点头或头部颤搐;Ⅱ级:阵挛性咀嚼;Ⅲ级:头部颤搐加前肢阵挛性抽搐;Ⅳ级:袋鼠姿势(上身直立);Ⅴ级:跌倒;Ⅵ级:全身强直阵挛性惊厥。另外,正常对照组给予相同剂量的生理盐水。
2.3 给药方法
造模成功1 d后,除正常对照组和模型组外,其余各组开始灌服药物。平痫冲剂用时煎煮浓缩,灌胃剂量按人与大鼠体表面积比[4],折算成大鼠等效剂量,每日按4 mL灌服平痫冲剂水溶液,质量浓度分别为低剂量组1.4 g/mL、中剂量组3.3 g/mL、高剂量组6.7 g/mL,西药治疗组每日按 4 mL灌服质量浓度为1.03 mg/mL的苯巴比妥,正常对照组和模型组灌服等体积的生理盐水。每日灌胃1次,连续灌胃3周。
2.4 灌注与取材
6组大鼠在相同条件下用乙醚吸入麻醉,四肢固定在手术板上,开胸,暴露心脏,直视下将穿刺针经左心室刺入,并以止血钳固定,然后剪开右心耳,随即用4 ℃预冷的生理盐水250 mL快速灌注,再灌注含40 g/L多聚甲醛的0.1 mol/L磷酸盐缓冲液500 mL。先灌注再改为滴注,调节滴速,先快后慢,共滴注1 h。观察大鼠全身僵硬后,迅速开颅取出完整大脑,去除脑干及小脑部分,将修整后的脑组织块置于上述滴注液内,4 ℃过夜,再置于200 g/L蔗糖中12 h。然后每个大脑半球于背侧海马最大断面处切取3 mm厚的组织,要求该组织必须含有大鼠颞叶组织。随后制成石蜡包块,再做冠状切片,厚度为4 μm。
2.5 免疫组化染色(SABC法)
石蜡切片常规脱蜡,室温下放入H2O2稀释液中10 min后,滴加复合消化液8 min,再滴加5 %BSA封闭液20 min,以1:100的比例用蒸馏水将一抗稀释后,滴加在切片组织上,然后放在37 ℃的培养箱中孵育1 h[注:一抗有两种,一种是谷氨酸受体(NMDAR1)多克隆抗体;一种是γ-氨基丁酸受体(GABA ARα1)多克隆抗体],再滴加生物素化 山羊抗兔Ig G孵育20 min,滴加试剂SABC孵育 20 min后,DAB显色,苏木素复染,盐酸酒精分化,自来水反蓝,梯度酒精脱水。再用中性树胶封片,晾干即可。
2.6 图像分析及数据统计
对免疫组化反应切片进行图像分析。所有切片放大倍数均为100,测量窗面积为171814 μm2。分别检测大鼠大脑颞叶皮质各层及齿状回的颗粒细胞层的免疫阳性反应细胞。每部位取两个视野,测量同一视野的阳性细胞数(n)、阳性细胞积分吸光度(IA)、阳性细胞面积比(Aa %),并分别取其平均数进行统计学分析。结果用SPSS 11.0统计软件进行统计学处理,作单因素方差分析,进行组间两两比较,实验数据以x ± s表示,以α = 0.05为显著性水准。
3 结果
3.1 谷氨酸受体(NMDAR1)
3.1.1 平痫冲剂对戊四唑致痫大鼠大脑颞叶皮质NMDAR1的免疫组化影响
见表1。
3.1.2 平痫冲剂对戊四唑致痫大鼠大脑海马齿状回NMDAR1的免疫组化影响
见表2。 Glu免疫阳性反应细胞广泛分布于大脑颞叶皮层及海马齿状回等部位。阳性细胞胞体呈锥体形、圆形、椭圆形,有1个或多个突起,有些突起有分支。同正常对照组比较,模型组的大脑颞叶皮质及齿状回NMDAR1免疫阳性细胞数、阳性细胞面积比上升,积分吸光度增加(P < 0.01),提示造模成功;与模型组比较,西药治疗组、中药小剂量组、中药中剂量组和中药大剂量组颞叶皮质及齿状回的NMDAR1免疫阳性细胞数、阳性细胞面积比都有不同程度地下降,积分吸光度也有不同程度地减少(P < 0.01),说明中药及西药治疗均能有效抑制NMDAR1的表达,而中剂量平痫冲剂的抑制作用最强。
3.2 γ-氨基丁酸受体(GABAARα1)
3.2.1 平痫冲剂对戊四唑致痫大鼠大脑颞叶皮质GABAARα1的免疫组化影响
见表3。
GABA免疫阳性反应神经元散在分布于大脑颞叶皮层及海马齿状回等部位。阳性细胞胞体呈圆形、卵圆形、三角形等,有的细胞有一至多个突起。同正常对照组比较,模型组的大脑颞叶皮质及齿状回GABAARα1免疫阳性细胞数、阳性细胞面积比下降,积分吸光度降低(P < 0.01);与模型组比较,西药治疗组、中药小剂量组、中药中剂量组和中药大剂量组颞叶皮质及齿状回的GABAARα1免疫阳性细胞数、阳性细胞面积比都有不同程度地增加,积分吸光度也有不同程度地升高(P < 0.01),说明中药及西药治疗均能有效促进GABAARα1的表达,而其中平痫冲剂中剂量对GABAARα1表达的促进作用最强。
4 讨论
癫痫为儿科难治病之一,张士卿教授创立的平痫冲剂选取胆南星、僵蚕、天麻、代赭石、石菖蒲、丹参、白芍等为主要治疗药物,以化痰活血、熄风定痫为根本大法,临床疗效颇为显著。本课题选用戊四唑点燃致痫模型,被公认为是理想的癫痫动物模型,其致痫性增高具有永久的保留能力,并较好地模拟了人类癫痫的进行性发展和长期反复的自限性发作形式。其优点在于:制作方便,成功率高;不受麻醉剂和手术过程的影响,便于全面观察动物惊厥发作;所需仪器设备简单,容易推广;不破坏局部脑组织的结构,不伴有神经元损伤、坏死[5]。故有利于进一步开展脑组织各项指标的检测,尤其适用于癫痫脑组织形态学的观察。谷氨酸是中枢神经系统中最为丰富的兴奋性神经递质,而γ-氨基丁酸是脊椎动物中枢神经系统中分布最广泛的抑制性神经递质,研究认为它与所有中枢神经系统抑制过程的至少40 %有关。本课题选NMDAR1和GABAARα1为检测指标,是因其为兴奋性和抑制性氨基酸类神经递质受体的代表,是研究癫痫的传统指标。
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