丙戊酸钠对无镁致痫海马神经元铁死亡作用机制的研究

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目的:癫痫是指由脑神经元异常放电而造成的一种短暂性脑功能障碍综合症,临床表现为反复且慢性的痫性发作。癫痫的病因复杂,发病机制至今尚未完全明确,目前细胞程序性死亡被证实参与癫痫的病理机制。铁死亡是近十年提出的二价铁离子依赖的脂质过氧化物蓄积引起的一种调节性细胞死亡模式,已被证实参与癫痫的病理。丙戊酸钠(Sodium valproate,VPA)是经典的一线抗癫痫药物,可通过抑制氧化应激发挥神经保护作用。本研究通过构建无镁诱导的癫痫细胞模型,探讨铁死亡参与癫痫的发病过程,VPA可通过抑制铁死亡对癫痫起神经保护作用,旨在为癫痫药物的研发提供新思路,同时为VPA药理机制的研究提供依据。方法:本实验选取孕期为18-19 d Sprague Dawley(SD)大鼠,引颈处死后,取其胚胎的海马组织,进行原代细胞培养。培养至7 d后,把培养的海马神经元分到3个组中:空白对照组、癫痫组(无镁离子组)和丙戊酸钠组,这三组分别用神经元专用培养液、无镁人工脑脊液、含0.5 m M丙戊酸钠的无镁人工脑脊液孵育3 h后,用于后续实验。采用免疫荧光染色技术测定微管相关蛋白2(microtubule-associated protein-2,MAP-2)和2,6-二异丙基苯胺(2-(4-Amidinophenyl)-6-indolecarbamidine,DIPA)的表达,对培养的原代海马神经元进行鉴定;采用细胞计数检测试剂盒(Cell Counting Kit 8,CCK8)对各组神经元细胞活性进行测定;采用比色法技术对神经元内铁离子、谷胱甘肽(glutathione,GSH)和脂质过氧化产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)的水平进行测定;采用蛋白质免疫印迹法(Western blotting)对各组神经元溶质载体家族7成员11(Solute Carrier Family 7 member 11,SLC7a11)、长链脂肪酸辅酶A连接酶4(long-chain-fatty-acid-Co A ligase 4,ACSL4)和谷胱甘肽过氧化物酶4(glutathione peroxidase 4,Gpx4)蛋白表达量进行测定。结果:1.免疫荧光研究发现,MAP-2抗体在神经元胞体和突起中表达,DIPA在神经元细胞核中表达。原代海马神经元的胞体饱满,突起延伸并形成复杂的神经网络。原代海马神经元培养成功。2.丙戊酸钠对无镁诱导的癫痫细胞模型的细胞活性的影响:(1)丙戊酸钠浓度梯度试验:经0.5 m M丙戊酸钠的干预处理后原代海马神经元的存活率较癫痫组明显提高(P<0.05),0.5 m M是丙戊酸钠处理癫痫细胞模型的最佳浓度,被选作丙戊酸钠组。(2)癫痫组的细胞活性较空白对照组明显降低(P<0.05)。(3)丙戊酸钠组的细胞活性较癫痫组明显升高(P<0.05)。3.丙戊酸钠对铁死亡相关因子的影响1)丙戊酸钠降低无镁诱导的癫痫细胞模型中铁离子水平:(1)癫痫组的铁离子含量较空白对照组明显升高(P<0.05)。(2)丙戊酸钠组的铁离子含量较癫痫组明显降低(P<0.05)。2)丙戊酸钠降低无镁诱导的癫痫细胞模型中MDA含量:(1)癫痫组的MDA含量较空白对照组明显升高(P<0.05)。(2)丙戊酸钠组的MDA含量较癫痫组明显降低(P<0.05)。3)丙戊酸钠下调无镁诱导的癫痫细胞模型中ACSL4蛋白的表达:(1)癫痫组的ACSL4蛋白表达量较空白对照组明显升高(P<0.0001)。(2)丙戊酸钠组的ACSL4蛋白表达量较癫痫组明显降低(P<0.0001)。4)丙戊酸钠升高无镁诱导的癫痫细胞模型中GSH水平:(1)癫痫组的GSH水平较空白对照组明显降低(P<0.05)。(2)丙戊酸钠组的GSH水平较癫痫组明显升高(P<0.05)。5)丙戊酸钠提高无镁诱导的癫痫细胞模型中SLC7a11和Gpx4蛋白的表达:(1)癫痫组的SLC7a11和Gpx4蛋白表达量较空白对照组明显降低(P<0.0001)。(2)丙戊酸钠组的SLC7a11和Gpx4蛋白表达量较癫痫组明显升高(P<0.0001)。结论:本课题研究表明,铁死亡介导癫痫细胞模型的病理过程,抗癫痫药物丙戊酸钠可通过减少铁死亡对无镁致痫海马神经元的损伤,提高神经元的存活率,从而发挥神经保护作用。
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