硫化氢对大鼠癫痫模型的抑制作用及机制研究

来源 :广州医科大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:lazysands
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目的:首先构建戊四氮(Pentylenetetrazole,PTZ)诱导的大鼠癫痫持续状态(status epilepticus,SE)模型,研究在SE模型后72 h内胱硫醚-β合成酶(Cystathionineβ--synthase,CBS)、血浆和海马组织中硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)浓度的变化规律,探讨H2S与癫痫发作的关系;然后外源性给予H2S供体硫氢化钠(Sodium hydrosulfide,NaHS)干预,观察大鼠行为学、脑电图、NF-κB/p65蛋白表达水平以及IL-1β、IL-6、TNF-αmRNA炎症因子表达的变化。目的是研究H2S与NF-κB信号通路中的炎症因子的关系,探讨H2S能否通过下调NF-κB/p65蛋白表达水平来抑制癫痫发作,为癫痫的治疗提供一定的实验基础。方法:第一部分:将大鼠随机分为2大组:对照组(Control)和癫痫持续状态组(SE),SE组又根据时间点分成6小组:诱发SE模型癫后0 h、6h、12 h、24 h、48 h、72 h即SE 0 h、SE 6 h、SE 12 h、SE 24 h、SE 48 h、SE 72 h组。运用去蛋白方法检测对照组及SE模型后各时间点组大鼠血浆和海马组织中H2S的浓度变化,Western blot检测各组大鼠海马组织中CBS蛋白的表达情况。研究H2S与癫痫发作的关系。第二部分:在第一部分实验的基础上,进一步探索H2S对癫痫的作用机制,我们将大鼠随机分为4组:(1)对照组(Control),腹腔注射生理盐水;(2)癫痫持续状态组(SE),腹腔注射戊四氮;(3)硫氢化钠干预组(NaHS+SE),先注射硫氢化钠5.6 mg/kg预处理30 min,再腹腔注射戊四氮;(4)硫氢化钠对照组(NaHS),腹腔注射硫氢化钠5.6 mg/kg。观察1 h内各组大鼠行为学表现,记录大鼠首次诱发癫痫样放电潜伏期时间及持续时间,并使用BL-420生物信号系统记录各组大鼠脑电图的变化;在24h后取血浆和海马组织,检测各组大鼠血浆和海马组织中H2S的浓度变化,通过尼氏染色的方法观察各组海马神经元结构变化情况,RT-qPCR检测IL-1β、IL-6、TNF-αmRNA的表达变化,Western blot检测NF-κB/p65蛋白的表达变化。结果:第一部分结果:1、大鼠血浆和海马组织H2S的含量变化:SE后大鼠血浆和海马组织中H2S的含量渐渐增加,24h达到最大值,与Control相比较明显升高(P<0.01),持续至48 h后开始降低,与Control相比明显升高(P<0.01)。2、CBS蛋白的表达变化:SE后大鼠海马组织中CBS蛋白的表达量从癫痫发作6h后开始增加,24h达到高大值,和Control相比明显升高,具有显著性差异(P<0.05);持续到48h后开始降低,这与体内H2S浓度的变化相一致。这表明H2S在癫痫发作后呈现先升高后降低的趋势,参与了癫痫发作的过程。第二部分结果:1、给予外源性H2S供体NaHS干预之后,NaHS+SE组大鼠体内血浆和海马组织H2S浓度升高,和Control、SE组相比明显升高(P<0.01),但浓度都在大鼠的生理浓度范围内,对大脑细胞无损害作用。2、行为学:Control、NaHS组的大鼠行为学表现正常,无发作。而SE组的大鼠出现癫痫发作,表现为Ⅳ~Ⅴ级;NaHS+SE组的大鼠癫痫潜伏期明显延长,发作的级别也降低,表现为Ⅰ级或Ⅱ级,与SE组相比较,潜伏期延长(P<0.01),发作持续时间也缩短(P<0.01),差异具有显著统计学意义。3、脑电图:Control、NaHS组并没有出现棘波或棘-慢综合波,为正常的脑电图波形。SE组可以记录到明显的尖波、棘波或棘-慢综合波,波幅较大,波幅大小与对照组比较有显著差异(P<0.01);NaHS+SE组观察到偶尔会出现尖波、棘波或棘-慢综合波,波幅减小,与SE组相比较有差异(P<0.05);NaHS组的大鼠海马脑电波的波幅与Control相比较差异没有统计学意义。4、尼氏染色:Control、Na HS组神经元的形态正常,细胞壁完整,数量较多,排列紧密,尼氏小体丰富;与对照组相比,SE组神经元的密度降低,染色较浅,数量明显减少,尼氏小体减少或者消失;NaHS+SE组神经元及尼氏小体的完整性较SE组有所改善,数量增加,但较Control排列稍微稀疏。5、RT-qPCR结果:SE组和NaHS+SE组IL-1β、IL-6和TNF-αmRNA相对表达量均高于Control(P<0.01),NaHS+SE组IL-1β、IL-6和TNF-αmRNA的表达量低于SE组(P<0.05),NaHS组炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-αmRNA的表达量与Control相比无统计学意义(P>0.05)。6、NF-κB/p65蛋白结果:SE组海马组织中NF-κB/p65蛋白表达明显增高,SE、NaHS+SE组高于Control(p<0.01)和(p<0.05),NaHS+SE组NF-κB/p65蛋白的表达低于SE组(p<0.05)。结论:1、H2S在癫痫发作后呈现先升高后降低的趋势,参与了癫痫的过程。2、H2S可能通过下调NF-κB/p65信号通路来减少IL-1β、IL-6、TNF-α炎症因子的生成,从而抑制癫痫的发作。
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