癫痫是一种严重的神经系统疾病，其特点是自发的反复发作以及脑内神经元丢失。但其发病的神经化学基础或机制仍不清楚。以往的研究提示，颞叶癫痫的特点是病人脑内神经元丢失，反复发作，常常有认知功能障碍以及大多数颞叶癫痫病人对现有的抗癫痫药物或其他抗癫痫治疗方法不敏感。越来越多的研究表明，NMDA受体在中枢神经系统中对于神经元的存活、突触的可塑性以及兴奋性突触传递中具有重要作用，同时NMDA受体可能参与了癫痫的发生和发展，一些NMDA受体拮抗剂也显示具有抗癫痫效应。然而，由于NMDA受体拮抗剂直接的和广泛的功能性阻断NMDA受体所导致的严重的不良反应限制了NMDA受体拮抗剂在临床的应用。因此阐明NMDA受体相关的神经化学递质的机制对于临床慢性癫痫的药物治疗方案的选择非常必要。D-serine分子是一种D-氨基酸即右旋-丝氨酸，在中枢神经系统神经元NMDA信号传递的调节中具有重要作用。D-serine与NMDA受体的甘氨酸位点相结合，在NMDA受体激活中充当NMDA受体的内源性配体的角色。而且内源性D-serine的释放在兴奋性毒性导致的大脑皮质和海马的神经元损伤中具有重要作用，因此D-serine参与了一些神经系统疾病的发生。精神分裂症的病人大脑中丝氨酸消旋酶表达的变化也表明D-serine信号与其疾病的发展有关。我们猜想D-serine信号途径可能通过NMDA受体的过度活化、兴奋性毒性和神经元损伤参与慢性癫痫的发病和慢性癫痫的反复癫痫发作。在我们的前期研究中，已经明确了小鼠匹罗卡品模型中大量的神经元死亡的时程变化特点；而且已证实连续腹腔注射拟胆碱剂匹罗卡品可以诱导癫痫发作、神经元丢失和自发的反复癫痫发作，上述特点与人类的颞叶癫痫十分相似。因此，本课题采用小鼠匹罗卡品模型，免疫组织化学染色检测脑内D-serine的细胞内定位和D-serine阳性细胞的时空变化特点，D-serine与特异性标记变性神经元的Fluoro-Jade C染色、神经元的标记物NeuN、GABA能神经元的标记物GAD-67和星形胶质细胞的标记物GFAP进行双标记等方法，以阐明D-serine信号可能参与慢性癫痫的神经元死亡和慢性癫痫发病。主要结果如下：1．癫痫发作12-24h后在大脑皮质、海马、杏仁核和丘脑观察到大量D-serine阳性细胞。它们分布于细胞的胞浆、胞膜上，阳性细胞呈椭圆形，平均直径为24±6μm。癫痫发作后3天的海马切片观察显示，96％的D-serine阳性细胞为NeuN阳性。2．免疫荧光双标记和激光共聚焦显微镜显示，对照组没有D-serine阳性神经元。但是，在对照组和匹罗卡品模型组同时检测到了星形胶质细胞阳性的D-serine阳性细胞。D-serine阳性细胞在星形胶质细胞的细胞体和突起都有分布。这些D-serine阳性的星形胶质细胞在大脑皮质和海马上广泛分布，它们的数目和密度在匹罗卡品模型中显著提高。3．D-serine阳性神经元分布在大脑的运动皮质、躯体感觉皮质、额眶部皮质、梨状皮质、扣带回皮质、岛叶皮质、内嗅皮质和海马的CA1、CA2、CA3和齿状回。此外，丘脑背侧也可以观察到阳性神经元，外侧丘脑下部也能观察到少许阳性神经元，但是脑干几乎没有检测到阳性产物。而且D-serine阳性神经元的数目在癫痫发作1h到14d的范围内是随时间变化的。1h时没有检测到阳性神经元，4h时D-serine阳性神经元开始在脑的一些区域出现，大多数区域在12-24h时逐渐升高并达到高峰，3-14d时逐渐下降。4．D-serine／GAD-67的双标记神经元主要分布在大脑皮质的锥体层和海马的多形细胞层，98％的D-serine阳性细胞为GAD-67阳性，D-seri：ne／GAD-67的双标记神经元占了GAD-67阳性细胞总数的34%，说明小鼠匹罗卡品模型中大多数D-serine阳性细胞为GABA能神经元。5．D-serine／FJC双标记神经元多数分布在大脑皮质的锥体层和海马的多形细胞层。93％D-serine阳性神经元为FJC阳性，说明小鼠匹罗卡品模型中D-serine阳性神经元大多数发生了变性死亡。6．pNMDAR1的免疫组织化学染色用来检测NMDA受体的磷酸化，它可以反映神经元中NMDA受体的活化状态。小鼠匹罗卡品模型的大脑皮质和海马切片中观察到了大量的pNMDAR1阳性神经元。pNMDAR1分布于细胞膜和细胞浆上。pNMDAR1阳性神经元与D-serine阳性神经元在分布和数目的动态变化上显示出了一定的相似性。以上研究结果提示，癫痫发作后脑内D-serine的表达增多，D-serine的上调可能通过NMDA受体介导的兴奋性毒性机制导致GABA能神经元的变性死亡。因此，D-serine作为NMDA受体的内源性配体，可能通过NMDA受体的过度活化参与癫痫的发生和发展。