張淑芹 ,王華,梁峰
(1.中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院小兒神經(jīng)內(nèi)科,沈陽(yáng) 110004,2.遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院兒科 遼寧 錦州 121000;3.遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科,遼寧 錦州 121000)
癲癇是一種嚴(yán)重威脅人類健康的可致殘性疾病,約60%于兒童期發(fā)?。?]。在兒童癲癇中,經(jīng)過抗癲癇藥系統(tǒng)治療仍有約30%的患兒不能得到有效控制而發(fā)展成難治性癲癇[2];顳葉癲癇(temporal lobe epilepsy,TLE)是難治性癲癇的主要類型,其發(fā)病機(jī)制至今尚未完全闡明[3]。有研究表明可能與腦組織調(diào)節(jié)分子異常、腦組織蛋白質(zhì)異常聚集等有關(guān)[4]。多效生長(zhǎng)因子或多效營(yíng)養(yǎng)因子(pleiotrophin,PTN)是從圍產(chǎn)期鼠腦組織中純化得到的一種肝素結(jié)合蛋白[5]。其主要生理功能是刺激細(xì)胞增殖與遷移,促進(jìn)血管生成,促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)及骨發(fā)育等[6]。本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用氯化鋰&x100ccf;匹魯卡品誘發(fā)大鼠形成顳葉癲癇模型,通過觀察顳葉海馬和皮質(zhì)中pleiotrophin表達(dá)的動(dòng)態(tài)變化,來探討此神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)癲癇的作用機(jī)制。
取健康雄性SD大鼠幼鼠48只(出生11 d、清潔級(jí)、25~30 g,購(gòu)自中國(guó)醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心,隨機(jī)數(shù)字表法均分為實(shí)驗(yàn)組(24只)和對(duì)照組(24只)。對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組分別又均分為2 h模型、3周模型、8周模型3組,每組8只。飼養(yǎng)于正常晝夜環(huán)境,室溫19~22Ⅴ,給予標(biāo)準(zhǔn)飼料和飲水。
1.2.1 模型制作:所有模型組幼鼠腹腔注射氯化鋰(127 mg/kg,生理鹽水配制)用以增強(qiáng)匹魯卡品的敏感性,24 h后,模型組腹腔注射匹魯卡品(30 mg/kg,生理鹽水配制),對(duì)照組幼鼠腹腔注射等劑量生理鹽水,模型組在注射匹魯卡品30 min前腹腔注射苯巴比妥(25 mg/kg,生理鹽水配制)用以拮抗匹魯卡品導(dǎo)致外周膽堿能反應(yīng)。每30 min給予匹魯卡品(10 mg/kg)腹腔注射,直到出現(xiàn)癲癇持續(xù)狀態(tài)。每只大鼠匹魯卡品注射最大劑量限制在60 mg/kg,癲癇發(fā)作行為標(biāo)準(zhǔn)按照Racine標(biāo)準(zhǔn)判定。癲癇發(fā)作的程度分級(jí)0級(jí):無驚厥;Ⅴ級(jí):咀嚼、眨眼、立須等面部肌肉的抽搐;Ⅴ級(jí):以點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)為主的頸部肌肉的抽搐;Ⅴ級(jí):?jiǎn)蝹?cè)前肢的陣攣、抽搐;Ⅴ級(jí):雙側(cè)前肢陣攣、抽搐伴身體立起;Ⅴ級(jí):雙側(cè)后肢強(qiáng)直、身體背曲強(qiáng)直、跌倒;90 min后模型組癲癇動(dòng)物發(fā)作級(jí)別均達(dá)到Ⅴ~Ⅴ級(jí),給予地西泮(10 mg/kg)腹腔注射以終止癲癇持續(xù)狀態(tài)發(fā)作,分別于模型建立2 h、3周、8周時(shí)間點(diǎn)時(shí)處死各組大鼠。
1.2.2 標(biāo)本采集與處理:模型組大鼠分別于癲癇模型后2 h、3周、8周處死大鼠,對(duì)照組等時(shí)間點(diǎn)處死,用10%水合氯醛按350 mg/kg腹腔注射麻醉后,斷頭取腦。取鼠大腦顳葉皮質(zhì)和海馬組織在4%多聚甲醛中固定24 h、經(jīng)石蠟包埋后,海馬和皮質(zhì)切片,厚度約5 μm、部分液氮速凍,-80冰箱保存。造模過程中死亡鼠已從總鼠中排除。
1.2.3 免疫組化染色(SABC法):檢測(cè)大鼠海馬和顳葉皮質(zhì)中PTN的表達(dá)。實(shí)驗(yàn)步驟按照說明書進(jìn)行。兔PTN多克隆抗體購(gòu)自北京博奧森公司(貨號(hào)bs&x100ccf;2444R),SABC試劑盒購(gòu)自武漢博士德公司,PBS替代一抗作為陰性對(duì)照。
1.2.4 Real&x100ccf;time PCR:實(shí)驗(yàn)步驟按照操作流程進(jìn)行,檢測(cè)大鼠海馬和顳葉皮質(zhì)中PTN的表達(dá)。
1.2.5 圖像分析:每只大鼠測(cè)3張切片,每張切片海馬、顳葉皮質(zhì)分別隨機(jī)選取1個(gè)視野(×200),測(cè)量平均光密度(mean optical density,MOD)值;利用ExicyclerTM96熒光定量?jī)x進(jìn)行熒光定量分析。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,檢測(cè)結(jié)果用±s表示,樣本均數(shù)比較采用方差分析及t檢驗(yàn),P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
對(duì)照組均未出現(xiàn)癲癇發(fā)作,模型組大鼠在給予匹魯卡品后出現(xiàn)點(diǎn)頭、咀嚼、眨眼、立須等面部痙攣動(dòng)作,隨后出現(xiàn)前肢陣攣、前肢陣攣伴站立,再發(fā)展為全身強(qiáng)直陣攣發(fā)作伴站立、跌倒反復(fù)發(fā)作,90 min后均達(dá)到級(jí)發(fā)作,達(dá)到癲癇持續(xù)狀態(tài)。
Pleiotrophin陽(yáng)性染色于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中,為棕黃色顆粒。對(duì)照組大鼠海馬和顳葉皮質(zhì)中pleiotrophin陽(yáng)性細(xì)胞散在分布。模型組大鼠癲癇持續(xù)后2 h后海馬和顳葉皮質(zhì)pleiotrophin陽(yáng)性細(xì)胞顯著表達(dá),而3周,8周陽(yáng)性細(xì)胞表達(dá)逐漸升高,8周達(dá)高峰,見圖1。2 h、3周,8周模型組海馬和顳葉皮質(zhì)中pleiotrophin陽(yáng)性細(xì)胞與其對(duì)應(yīng)的對(duì)照組比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值分別為0.006、0.007、0.000;0.008、0.003、0.000),見表1。
Real&x100ccf;time PCR結(jié)果顯示:癲癇大鼠大腦顳葉皮質(zhì)2 h、3周、8周模型組PTN mRNA表達(dá)水平逐漸上升,8周達(dá)高峰,與其相應(yīng)對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值分別為0.005、0.007、0.000)。癲癇大鼠海馬2 h、3周、8周模型組PTN mRNA表達(dá)水平逐漸上升,8周達(dá)高峰,與其相應(yīng)對(duì)照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值分別為0.007、0.009、0.000),見圖2、3,表2。
癲癇是一種由大腦神經(jīng)元異常放電所引起的以短暫腦功能異常為特征的慢性腦部疾?。?],發(fā)病機(jī)制中神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的作用不容忽視,在癲癇動(dòng)物模型中,許多神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子表達(dá)增加,是癲癇發(fā)生的抑制因子。利用氯化鋰-匹魯卡品誘發(fā)大鼠癲癇模型,可較好的模擬人類癲癇行為學(xué)、電生理學(xué)和病理學(xué)等特點(diǎn),是世界上業(yè)內(nèi)人士公認(rèn)的一種成熟的顳葉癲癇動(dòng)物模型[8,9]。pleiotrophin 與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子關(guān)系最密切,它的表達(dá)產(chǎn)物是一種分泌性生長(zhǎng)因子,可分泌到細(xì)胞外體液(包括血液)中,同肝素具有高親和性。具有刺激細(xì)胞增殖與遷移、促進(jìn)血管生成、促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)及骨發(fā)育等功能[10]。自發(fā)現(xiàn)以來,因其在腫瘤發(fā)生中的重要作用而備受關(guān)注,在神經(jīng)系統(tǒng)中的作用也越來越受到重視,特別是與阿爾茲海默病中研究廣泛,但在癲癇中的研究較少。
圖1 免疫組化顯示應(yīng)用匹魯卡品后幼鼠海馬中PTN陽(yáng)性細(xì)胞和其臨近的皮質(zhì)中PTN陽(yáng)性細(xì)胞,而對(duì)照組海馬和皮質(zhì)中呈弱陽(yáng)性表達(dá),PTN在海馬和皮質(zhì)中從癲癇后2h~8周免疫染色陽(yáng)性表達(dá)逐漸增強(qiáng)比例尺=100μmFig.1 Immunohistochemistry shows PTN positive cells in the hippocampus and adjacent cortex of immature rats following pilocarpineadministration. Faint immunoreactive staining of PTN is seen in the hippocampus and adjacent cortex of a control rat,while gradualincreased immunoreactive staining of PTN was observed in the hippocampus and adjacent cortex of a rat from 2 h to 8 weekspost seizure Scale bar = 100
表1 各組大鼠顳葉皮質(zhì)和海馬中pleiotrophin陽(yáng)性細(xì)胞M O D值比較(±s)Tab.1 Comparison of mean density of positive cells of pleiotrophin in hippocampus of rats among groups(±s)
表1 各組大鼠顳葉皮質(zhì)和海馬中pleiotrophin陽(yáng)性細(xì)胞M O D值比較(±s)Tab.1 Comparison of mean density of positive cells of pleiotrophin in hippocampus of rats among groups(±s)
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表2 Real&x100ccf;timePCR檢測(cè)各組大鼠腦顳葉皮質(zhì)和海馬中PTN mR NA的表達(dá)(±s)Tab.2 Expression of PTN mRNA in the temporal lobe cortex and hippocampus of rats(±s)
表2 Real&x100ccf;timePCR檢測(cè)各組大鼠腦顳葉皮質(zhì)和海馬中PTN mR NA的表達(dá)(±s)Tab.2 Expression of PTN mRNA in the temporal lobe cortex and hippocampus of rats(±s)
Groups PTN mRNA Cortex Hippocampus 2 hours control 1.00±0.07 1.00±0.03 2 hours experimental 2.02±0.17 2.77±0.20 3 weeks control 1.02±0.02 0.96±0.03 3 weeks experimental 3.24±0.15 4.12±0.13 8 weeks control 0.96±0.03 1.09±0.08
Wanaka等[11]研究顯示pleiotrophin在大鼠神經(jīng)系統(tǒng)中高表達(dá),提示pleiotrophin可能與癲癇的發(fā)作有關(guān);Kim等[12]研究表明pleiotrophin在海人酸誘導(dǎo)的大鼠癲癇模型中表達(dá)增加,證實(shí)pleiotrophin阻滯海人酸誘導(dǎo)的海馬癲癇的發(fā)生和抑制細(xì)胞凋亡,除此之外,在腦損傷、腦退行性變?nèi)缗两鹕⒑嗤㈩D病,多發(fā)性硬化和中風(fēng)中,pleiotrophin表達(dá)增高,也起到神經(jīng)保護(hù)作用,這為多種神經(jīng)功能紊亂方面疾病提供了有效的治療方法。本研究顯示在匹魯卡品誘導(dǎo)的癲癇模型中pleiotrophin在癲癇大鼠海馬和顳葉皮質(zhì)中表達(dá)明顯升高,這與以往研究結(jié)果相似,為下一步研究pleiotrophin在癲癇發(fā)作中的保護(hù)作用機(jī)制研究奠定基礎(chǔ)。
圖3 R eal&x100ccf;timePCR檢測(cè)大鼠海馬中PTN mR NA的表達(dá)Fig.3 Expression of PTN mRNA in hippocampus of rats
PTN與神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究較早,機(jī)制研究也較多。研究發(fā)現(xiàn),在胚胎期的中樞神經(jīng)系統(tǒng),PTN mRNA主要在大腦室管膜下層正在發(fā)育的神經(jīng)膠質(zhì)母細(xì)胞以及室管膜細(xì)胞中表達(dá)[13],表明PTN在大腦的神經(jīng)、血管母細(xì)胞分化中起著重要作用。成年后,PTN在大腦中的表達(dá)水平較出生時(shí)明顯降低,而主要集中在海馬和大腦皮層[14]。有研究表明,PTN增加具有神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)和神經(jīng)保護(hù)功能[15,16]。
綜上所述,癲癇后大腦顳葉皮質(zhì)和海馬pleiotrophin表達(dá)明顯增加并且持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間,進(jìn)一步研究及揭示癲癇后pleiotrophin表達(dá)增加的機(jī)制,可能為癲癇治療提供新的思路。
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