戊四氮点燃大鼠海马Nogo-A及其受体NgR表达变化的研究

论文摘要

背景和目的：癫痫（epilepsy，EP）是一组反复发作的大脑神经元异常放电所引起的短暂中枢神经系统（central nervous system，CNS）功能失常为特征的脑部慢性疾病。尽管大多数EP患者应用合理的抗癫痫药物（antiepileptic drugs，AEDs）能够得到良好的控制，但是仍有20-25％的癫痫患者对药物治疗耐药，被认为是难治性癫痫。颞叶癫痫（temporal lobe epilepsy，TLE）是临床最常见的难治性癫痫之一，其发病机制目前尚不十分清楚。近年来，海马轴突出芽和突触重建作为TLE突出的病理学特点受到了普遍关注，海马苔藓纤维出芽（mossy fiber sprouting，MFS）作为TLE海马可塑性改变的最主要特征，更是受到了特别的重视。苔藓纤维为海马齿状回颗粒细胞发出的轴突，正常情况下终止于CA3区锥体细胞和门区神经元，在相关区域形成密集的网络。长期的癫痫发作可诱发海马出现MFS和突触重建等神经可塑性改变。目前研究认为，在TLE形成过程中，海马MFS和突触重建能在海马结构内形成异常的突触联系，建立异常高兴奋性神经环路，导致大脑兴奋性增强，引起癫痫反复发作，进而形成难治性癫痫。促发癫痫后海马轴突出芽和突触重建的细胞和分子机制尚不清楚。存在于成年高等脊椎动物CNS的轴突生长抑制蛋白可限制损伤后轴突再生和结构可塑性。Nogo-A作为一个髓鞘来源的轴突生长抑制蛋白，大部分表达于成年高等脊椎动物CNS的少突胶质细胞。NgR是Nogo-66（Nogo-A的一个跨膜片段）的特异受体，属轴突糖基磷脂酞肌醇锚定蛋白，遍布成年和成熟期高等脊椎动物CNS神经元胞体和轴突。成年CNS损伤后，少突胶质细胞表面的Nogo-A与轴突上的NgR结合可导致CNS轴突生长锥的塌陷收缩从而发挥抑制轴突再生和轴突生长导向作用，进而参与CNS损伤后功能性神经回路重建过程。Nogo-A和NgR在成年动物海马内有广泛表达，但是尚不清楚Nogo-A和NgR是否参与促发TLE海马轴突出芽和突触重建。目前，在TLE动物模型和TLE患者中进行Nogo-A和NgR表达变化的研究较少，且结论尚不一致。本研究中，我们首先观测戊四氮（pentylenetetrazole，PTZ）点燃成年大鼠海马Nogo-A和NgR动态表达变化，进而探讨Nogo-A和NgR在TLE海马异常轴突出芽和突触重建中的作用。材料与方法：36只成年健康雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠随机分为实验组（PTZ，35mg／kg，腹腔注射，每日1次）20只和正常对照组（生理盐水3.5ml／kg，腹腔注射，每日1次）16只。根据Racine痫性发作分级法，观察并记录每次PTZ或生理盐水注射后1小时大鼠行为学变化。当实验组大鼠痫性发作达到Ⅱ级左右或点燃标准时，大鼠被麻醉后处死，实验组和正常对照组按照这两个时间点等分为两个亚组。大鼠临死前描记脑电图。采用免疫组织化学方法测定每个时间点各组大鼠海马结构内Nogo-A和NgR的表达水平。实验数据用均数±标准（（?）±s）表示，使用SPSS10.0统计软件进行统计学处理。多组间比较采用单因素方差分析，两组间比较应用q检验，设定a=0.05为显著性水准。结果：（1）癫痫行为学观察及脑电图描记：第2周时，实验组大鼠的痫性发作级别约为2级，第4周时达到点燃标准。第2周和第4周时，实验组大鼠脑电图描记可见多量的高波幅的棘波、尖波及其棘慢或尖慢综合波发放。正常对照组大鼠行为及脑电图均正常。（2）Nogo-A和NgR的表达：正常对照组大鼠海马的白质广泛表达Nogo-A，并且在海马CA1及CA3区的锥体细胞层和门区的多形细胞层可见相当多的Nogo-A阳性神经元。NgR广泛表达在正常对照组大鼠海马CA1区及CA3区的锥体细胞层、齿状回颗粒细胞层和门区多形细胞层的神经元上。实验组大鼠海马Nogo-A及其受体NgR的表达模式与对照组相比没有变化。第2周和第4周时，实验组大鼠海马齿状回内分子层、门区多形细胞层及海马CA3区Nogo-A的阳性免疫反应与正常对照组相比较均有显著减弱（P均＜0.01），与此同时，实验组大鼠海马齿状回颗粒细胞层、门区多形细胞层及海马CA3区锥体细胞层表达NgR的神经元与正常对照组相比较均有显著减少（P均＜0.01）。各个时间点实验组大鼠海马CA1区Nogo-A及其受体NgR的表达水平与正常对照组相比没有显著差异（P均＞0.05）。结论：（1）齿状回内分子层Nogo-A表达下调以及齿状回颗粒细胞层NgR表达下调可能是TLE海马MFS至齿状回内分子层的分子学机制之一。（2）海马门区和CA3区Nogo-A及其受体NgR表达下调可能参与了TLE海马门区CA3区的轴突出芽和突触重建过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 论文部分 戊四氮点燃大鼠海马Nogo-A及其受体NgR表达变化的研究
• 前言
• 材料及方法
• 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 综述部分 Nogo-A及其受体NgR与癫痫后海马重构
• 正文
• 参考文献
• 缩略语表
• 致谢