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1.研究目的:
癫痫(epilepsy)是一组由大脑神经元异常放电所引起的短暂中枢神经系统功能失常为特征的慢性脑部疾病,具有突然发生、反复发作的特点。这些异常放电的神经元群被称为癫痫灶。外伤性癫痫(Post-traumatic epilepsy,PTE)是一种以反复痫样发作为特征的疾病,是脑外伤后常见的继发性疾病,系因各种暴力作用于颅脑,致脑实质发生继发性损伤,产生癫痫病灶,引起癫痫发作。
癫痫的病因异常复杂,发病机制至今尚未完全阐明。但在神经递质方面的研究较多,普遍认为癫痫发作与中枢神经系统(central nervous system,CNS)内兴奋性氨基酸与抑制性氨基酸神经递质的平衡失调密切相关[5],这些递质的失衡使神经元异常放电,神经元放电频率过高并无限制地向周围神经元扩散,导致癫痫发作。中枢神经系统内以γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)为代表的抑制性神经递质减少与以谷氨酸(glutamic acid,Glu)为代表的兴奋性神经递质增多是癫痫发生的主要机制之一,并且已得到证实。神经递质要发挥效应要通过相应的受体来介导,因而目前国内外的研究主要集中在其相应受体的改变。国内外已有GABAB受体和mGluR1在非外伤性癫痫动物模型或患者中的表达变化研究,并已证实它们在非外伤性癫痫发生发展中的作用;但尚未见到GABAB受体和mGluR1在人脑外伤性癫痫发病机制中所起作用的研究,它们在外伤性癫痫患者中是否也存在表达变化,以及表达的程度如何,是本实验研究的内容与目的。
本研究以外伤性癫痫、非外伤性癫痫病人癫痫灶手术切除标本及非癫痫组脑组织为研究对象,首先用光镜(HE染色)观察三组标本在形态学上的差别,接着用免疫荧光技术观察三组标本间mGluR1、GABABR1的表达差异,再用RT-PCR技术检测上述各组mGluR1、GABABR1在mRNA水平是否也存在表达差异,并最后以Western-blot技术对mGluR1、GABABR1在蛋白水平进行定量检测,本实验通过上述实验设计试图阐明mGluR1、GABABR1在外伤性癫痫发病机制中的作用,探索mGluR1和GABAB1R在外伤性癫痫中可能的临床和法医学应用价值。
2.研究方法:
本实验共分为三组:外伤性癫痫组(脑外伤后继发癫痫患者)15例、非外伤性癫痫组(原发性性癫痫患者)15例、非癫痫对照组(交通事故死亡者)15例。
2.1对所收集的皮质样本均进行HE染色,镜下观察各组标本形态学改变;
2.2运用RT-PCR技术从分子水平比较各实验组mGluR1和GABAB RlmRNA表达水平;
2.3用免疫组织化学染色技术和荧光免疫组化染色技术从蛋白水平定性观察各实验组mGluR1和GABAB R1对应的蛋白表达水平;
2.4运用western blot技术量化mGluR1和GABAB R1对应的蛋白在各实验组中的表达量,比较二者在外伤性癫痫组、非外伤性癫痫组和对照组中表达量的变化及差异。
3.研究结果:
3.1HE染色观察
外伤性癫痫组和非外伤性癫痫组均存在神经元数目减少,核固缩深染,突触弯曲甚至呈螺旋状,胞体缩小变形,细胞内尼氏小体消失,胞浆变性、肿胀甚至呈空泡状,染色呈深伊红色,胶质细胞明显增生,并可见嗜神经细胞现象(神经元被胶质细胞围绕吞噬)及胶质细胞结节。
非癫痫组没有观察到明显的神经元数目减少及胶质细胞增生等现象,但可以观察到部分神经组织水肿。
3.2荧光免疫组化染色结果
3.2.1 mGluR1结果
mGluR1蛋白红色荧光在外伤性癫痫组表达明显高于非癫痫对照组但低于非外伤性癫痫组,组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。
3.2.2 GABAB R1结果
GABAB R1蛋白绿色荧光在外伤性癫痫组表达明显低于非癫痫对照组但高于非外伤性癫痫组,组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。
3.3 RT-PCR结果
3.3.1 mGluR1结果
mGluR1 mRNA在外伤性癫痫组表达水平明显高于非癫痫对照组但低于非外伤性癫痫组,组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。
3.3.2 GABAB R1结果
GABABR1 mRNA在外伤性癫痫组表达水平明显低于非癫痫对照组但高于非外伤性癫痫组,组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。
3.4 western blot结果
3.4.1 mGluR1结果
mGluR1蛋白在外伤性癫痫组表达水平明显高于非癫痫对照组但低于非外伤性癫痫组,组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。
3.4.2 GABAB R1结果
GABAB R1蛋白在外伤性癫痫组表达水平明显低于非癫痫对照组但高于非外伤性癫痫组,组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。
4.研究结论:
4.1 HE染色结果分析显示外伤性癫痫及非外伤性癫痫患者癫痫灶存在明显的形态学改变,例如神经元数目减少、胶质细胞增生、神经元变性、嗜神经现象甚至胶质小结的形成等,以上特征性改变在非癫痫组中十分少见。因此,可以将以上特征性改变综合起来运用到法医学实际检案之中,尤其是外伤性癫痫后经手术治疗的患者,本实验所显示的形态学改变可为外伤性癫痫的法医学鉴定提供一定的客观证据。
4.2外伤性癫痫与非癫痫对照组相比,实验结果显示:在外伤性、非外伤性癫痫灶中,GABABR1mRAN和蛋白存在低表达,mGluR1 mRAN和蛋白存在高表达,说明GABABR1、mGluR1参与外伤性、非外伤癫痫的发病过程,并且神经递质及其受体的改变可能是导致外伤性癫痫发病原因之一。
4.3非外伤性癫痫组与外伤性癫痫组相比,实验结果显示,非外伤性癫痫病人中mGluR1和GABABR1的表达变化程度大于外伤性癫痫病人,说明外伤是促使外伤性癫痫发生发展的重要原因之一。
4.4本实验结果为阐明外伤性癫痫发病机制提供了有关mGluR1和GABABR1的实验理论基础,可以作为区别外伤性癫痫和非外伤性癫痫的指标之一。