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目的:采用立体定向手术的方法建立海人酸(kainicacid,KA)颞叶癫痫大鼠模型,观察其行为学表现、脑电图、海马各区病理学改变,以及海马各区白细胞介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(Tumornecrosisfactor-α,TNF-α)、核转录因子kB(Nuclearfactorkappa-B,NF-κB)、环氧化酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)的蛋白表达和IL-1βmRNA、TNF-αmRNA表达特点,推测其意义,以更好地了解炎症和免疫反应在癫痫发病机制中的作用。
方法:①分组:健康雄性Wistar大鼠104只,分为空白对照组8只、生理盐水对照组32只和模型组64只,后两组每组又分3h,6h,12h,24h,3d,7d,15d,30d等8个时点,其中生理盐水对照组每时点4只,模型组每时点8只;②动物模型制作:大鼠一侧海马CA3区注射KA1.0μL(生理盐水对照组抽取生理盐水1.0μL),缓慢注射,于10~15min内注射完毕,留针5min后拔出;③动态观察各组大鼠的行为学表现,HE染色和Nissl染色观察海马各区病理学改变,电镜观察海马CA3区超微结构的动态变化,免疫组化法检测大鼠脑海马内IL-1β、TNF-α、NF-κB、COX-2的动态表达,原位杂交法检测大鼠脑海马内IL-1βmRNA、TNF-αmRNA的动态变化。
结果:①在行为学上,模型组大鼠注射KA后可出现湿狗样抖动、头面部肌肉阵挛、肢体阵挛及全面强直阵挛发作;空白对照组和生理盐水对照组未见癫痫发作;②病理学上,一侧海马注射可造成双侧损害,包括神经元变性、缺失以及胶质细胞增生,注射侧重以CA3和门区为主,对侧轻且以CA1和门区为主;③TNF-α及TNF-αmRNA:对照组偶可见淡染的细胞,模型组在海马各区均有表达,神经元、胶质细胞均见表达;KA后海马内TNF-α蛋白与mRNA表达时程基本一致,3h出现,12h时达高峰,而后逐渐下降,7d时与生理盐水对照组表达水平相似,15d、30d又稍高于生理盐水对照组;④IL-1β及IL-1βmRNA:生理盐水对照组和空白对照组可偶见阳性染色细胞,模型组IL-1β及其mRNA表达时程基本一致,致痫后3h、6h表达水平明显增加,并于12h达高峰,而后逐渐下降,7d后与对照组相比无显著性差异;⑤NF-κB:对照组可见海马神经元呈现低水平的表达,在海马各区的表达于3h、6h轻度增高,12h达高峰,24h稍有下降,3d后逐渐下降,慢性期仍维持一定的水平;⑥COX-2:正常对照组和生理盐水对照组可见海马神经元呈现低水平的表达,KA给药后在海马各个脑区出现染色增强,12h达高峰,而后逐渐下降,至7d时与对照组相比无显著性差异,以CA3和齿状回的神经元为主;⑦相关性分析:急性期四种蛋白在CA3区均表达增高,而且高峰期均在KA后12小时;经Pearson双尾分析,仅NF-κB与COX-2在3h、6h存在着一定的正相关,相关系数r分别为0.761、0.757(p<0.05),而在其他各时点无相关关系(p>0.05)。
结论:①大鼠一侧海马注射KA是理想的人类颞叶癫痫动物模型;②癫痫的急性期存在着IL-1β及其mRNA的表达增高,IL-1β主要在急性期起着一定的作用;③癫痫的急性期存在着TNF-α及其mRNA的表达增高,慢性期也维持一定的水平,内源性TNF-α可能通过各种方式影响脑内功能活动,参与癫痫发病过程;④NF-κB在整个癫痫过程中均呈现较高水平的表达,NF-κB介导的炎症和免疫反应在其发病中起着重要的作用;⑤COX-2主要在癫痫急性期发挥作用,其表达受到NF-κB的调控,NF-κB和COX-2在癫痫急性发作期呈正相关,NF-κB可能促进了神经元COX-2的表达;⑥IL-1β、TNF-α、NF-κB、COX-2在癫痫的早期即起作用,并主要在急性期起作用,参与了神经元变性、反应性胶质增生,并通过不同途径参与癫痫的发生发展;这些炎性分子在对照组脑内表达水平较低,而其产生的作用可能也有限,拮抗这些分子以及他们的受体和信号通路对机体正常脑功能的影响可能也较小,可能成为神经保护途径发展的新目标。