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摘 要 癲癇是由腦部神經(jīng)元陣發(fā)性異常放電所致的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，也是引起精神異常和死亡的常見(jiàn)疾病之一。 癲癇的發(fā)生涉及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、神經(jīng)遞質(zhì)以及離子通道等變化，其機(jī)制依然不甚明了。對(duì)癲癇疾病的研究依賴(lài)于癲癇動(dòng)物模型的建立，本論文從離體模型和整體模型兩大類(lèi)型概述遺傳性癲癇模型、急性癲癇模型和點(diǎn)燃模型的特點(diǎn)、建立方法和適用范圍；同時(shí)比較了不同模型的特點(diǎn)和局限性。本文旨在對(duì)癲癇的動(dòng)物模型做一個(gè)簡(jiǎn)單明了的總結(jié)以期為其他研究者的工作提供參考。

關(guān)鍵詞 癲癇 遺傳性癲癇模型 獲得性動(dòng)物模型 點(diǎn)燃模型

中圖分類(lèi)號(hào)：R742 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.04.009

Comparison of Models of Animal Epilepsy

XIAO Suxi， CHEN Hengling

（School of Biomedical Engineering， South-central University for Nationalities， Wuhan， Hubei 430074）

Abstract Epilepsy is a neurological condition characterized by abnormal discharge of neurons and can result in mental abnormality and death. The changes of neural networks， neurotransmitters and ion channels are involved during the seizures occur. Its mechanisms still remain unclear and the use of the appropriate animal models are fully acquired. In this paper those seizure models including genetic models， acute models and kindling models are reviewed and we hope the summary of animal models can provide some basic reference for the researchers.

Key words epilepsy； genetic epilepsy model； acquired epilepsy model； kindling model

癲癇（Epilepsy）的主要特征是腦部神經(jīng)元陣發(fā)性異常放電，伴隨有短暫的行為變化和意識(shí)中斷。據(jù)世界健康組織統(tǒng)計(jì)，全球約有70，000，00人患有該種疾病，年齡不一。目前研究較多的為遺傳性失神癲癇，顳葉癲癇，持續(xù)性癲癇，腦損傷造成的癲癇。近年來(lái)，對(duì)癲癇的病理學(xué)、分子生物學(xué)、組織學(xué)和發(fā)生機(jī)制的理論研究都直接或間接地來(lái)自癲癇動(dòng)物模型。 現(xiàn)已建立的比較成熟的模型包括：離體模型，遺傳性癲癇模型，急性和慢性電流或化學(xué)物質(zhì)刺激動(dòng)物腦部誘發(fā)的癲癇模型以及癲癇持續(xù)狀態(tài)模型等等。通過(guò)建立動(dòng)物模型來(lái)研究人類(lèi)癲癇的發(fā)病機(jī)制和研發(fā)抗癲癇的藥物，具有很重要的意義。不同的動(dòng)物模型可用來(lái)研究與其相似的人類(lèi)癲癇，有時(shí)一種模型不僅僅適用于研究某一種單一的人類(lèi)癲癇。 因此我們有必要悉知各類(lèi)型動(dòng)物癲癇模型的特點(diǎn)、造模方法、模型評(píng)估以及其對(duì)應(yīng)的人類(lèi)癲癇類(lèi)型，以最大可能地模擬癲癇，并科學(xué)對(duì)應(yīng)我們的研究目的。

1 離體動(dòng)物模型

有報(bào)道稱(chēng)癲癇病患的海馬或顳葉的腦片或手術(shù)切片可以在人工腦脊液中存活18h以上。[1]在一般科學(xué)研究中，癲癇的離體動(dòng)物模型通常可分為急性分離腦片或神經(jīng)元，將其孵育于某種特定的腦脊液（ASCF）中誘發(fā)癲癇樣放電活動(dòng)，可用來(lái)觀察癲癇發(fā)生時(shí)的電生理活動(dòng)和改變。低Mg2+或無(wú)Mg2+腦片模型是比較成熟的常用離體模型，其特點(diǎn)表現(xiàn)為海馬區(qū)反復(fù)的短暫異位放電、驚厥類(lèi)似發(fā)作和后期的內(nèi)嗅皮層反復(fù)異位放電。研究認(rèn)為低Mg2+環(huán)境誘發(fā)的癲癇腦片模型的可能機(jī)制為：移除Mg2+對(duì)N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體操控的通道的電壓門(mén)控阻抗作用，減少表層電荷的篩選，從而增加神經(jīng)的興奮性，或?yàn)镹MDA 2A受體對(duì)內(nèi)嗅皮層和海馬CA3區(qū)之間的異位放電擴(kuò)散活動(dòng)有重要的參與作用。[2]另一種常用的離體腦片模型為4-AP模型，它作用的機(jī)制為4-AP加大谷氨酸釋放，加強(qiáng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的興奮性。[3]

2 整體動(dòng)物模型

2.1 遺傳性動(dòng)物模型

人類(lèi)遺傳失神癲癇的發(fā)作特點(diǎn)是突然的意識(shí)中斷，并伴隨有反復(fù)的非癇性驚厥發(fā)作，同時(shí)伴有EEG雙側(cè)性高度同步化的棘慢波綜合（spike-and-wave discharges， SWD）。目前廣受認(rèn)可和最常用的遺傳失神模型為GAERS和WAG/Rij模型。GAERS是從strasbourg系列的Wistar株大鼠中挑選易感于刺激的個(gè)體交配而得，為常染色體顯性遺傳。該模型在出生后40～120天，出現(xiàn)非癇樣驚厥，并伴隨其終生。其發(fā)作的主要特征是出現(xiàn)反復(fù)的非癇樣驚厥發(fā)作，同時(shí)伴有EEG雙側(cè)性高度同步化的SWD：7～10Hz，300～1000mV，l～75s，發(fā)作間期EEG正常。在棘慢波放電時(shí)，GAERS大鼠行為學(xué)表現(xiàn)為呆滯，鼻毛豎立，頸部肌肉松弛耷拉，頭微垂，棘慢波放電結(jié)束后，頭回到正常位置。 研究人員推測(cè)此模型的發(fā)作可能是由于GABA受體介導(dǎo)的調(diào)節(jié)機(jī)制障礙所致。WAG/Rij模型通過(guò)Wistar大鼠近親交配超過(guò)130代繁殖而來(lái)。WAG/Rij大鼠在2～3月時(shí)，開(kāi)始由EEG檢測(cè)到異位放電，在6個(gè)月大時(shí)大鼠每天出現(xiàn)16～20次異位放電，每次持續(xù)約5s。 遺傳性動(dòng)物模型除了上述兩種自發(fā)失神驚厥模型，還包括有反射驚厥模型，如GEPR-3，GEPR-9大鼠和DAB/2J小鼠等。在研究相應(yīng)的癲癇發(fā)生機(jī)制和篩選該類(lèi)抗癇藥物時(shí)可以選用其做為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀4]

2.2 獲得性動(dòng)物模型

獲得性癲癇模型是指通過(guò)人為給予化學(xué)或電刺激，誘發(fā)動(dòng)物的癲癇發(fā)作，達(dá)到模擬人類(lèi)癲癇發(fā)作的目的。根據(jù)給予刺激的方式，可分為化學(xué)刺激模型、電刺激模型。根據(jù)發(fā)作時(shí)長(zhǎng)和發(fā)作特征，可以分為急性模型和慢性模型。戊四唑（PTZ）是比較常見(jiàn)的獲得性動(dòng)物造模試劑，其主要作用機(jī)制為影響GABAAR7從而調(diào)節(jié)鉀離子通道的開(kāi)放，使鉀離子內(nèi)流，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性增加。也有文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)在PTZ誘導(dǎo)的急性模型中GABAB受體的表達(dá)減少，同時(shí)海馬和皮層均出現(xiàn)神經(jīng)細(xì)胞凋亡。PTZ模型也是常用的點(diǎn)燃模型（kindle），主要機(jī)制為海馬神經(jīng)細(xì)胞丟失，膠質(zhì)細(xì)胞增生，神經(jīng)元增生等。[5]在PTZ點(diǎn)燃動(dòng)物中，反復(fù)癲癇發(fā)作引起的突觸可塑性改變導(dǎo)致認(rèn)知功能損害及對(duì)癲癇藥物的耐受。 目前PTZ 點(diǎn)燃模型已廣泛用于癲癇發(fā)生機(jī)制的研究和抗癲癇藥物的篩選。

最后，為了對(duì)其他各類(lèi)型的動(dòng)物模型進(jìn)行整體性比較，我們采用列表形式來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述，見(jiàn)表1。

3 討論

與整體動(dòng)物模型相比，離體模型的顯著優(yōu)勢(shì)在于它不受動(dòng)物體內(nèi)調(diào)節(jié)的影響，同時(shí)能規(guī)避血腦屏障及麻醉等手段對(duì)藥物等的干擾。但是體外模型經(jīng)常是針對(duì)某一特定受體作用引發(fā)的癲癇樣放電活動(dòng)，其作用機(jī)制也較為簡(jiǎn)單，癲癇是復(fù)雜的腦部疾病，其引發(fā)機(jī)制牽涉眾多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的改變和基因分子水平上的變化，體外模型僅僅在單個(gè)神經(jīng)元或者局部的腦片上進(jìn)行癇樣活動(dòng)的模擬，很難解釋癲癇的發(fā)病機(jī)理。同時(shí)盡管體外模型在篩選對(duì)應(yīng)的不同類(lèi)型的人類(lèi)癲癇的藥物時(shí)具有操作簡(jiǎn)單，靈敏快速的特性，但由于血腦屏障的存在，這樣的篩選效果也會(huì)帶來(lái)一定的偏差。目前研究者已經(jīng)很少單獨(dú)使用體外模型來(lái)進(jìn)行研究，而是配合整體模型研究某一特定因素的改變?cè)诎d癇發(fā)作中的影響。

*通信作者：陳恒玲

參考文獻(xiàn)

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[2] Berretta N，Ledonne A，Mango D，et al.Hippocampus versus entorhinal cortex decoupling by an NR2 subunit-specific block of NMDA receptors in a rat in vitro model of temporal lobe epilepsy.Epilepsia，2012.53 （5）：e80-4.

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[4] Cavdar S，Bay HH， Kirazli O，et al.Comparing GABAergic cell populations in the thalamic reticular nucleus of normal and genetic absence epilepsy rats from Strasbourg （GAERS）.Neurological sciences ： official journal of the Italian Neurological Society and of the Italian Society of Clinical Neurophysiology，2013.34（11）：1991-2000.

[5] Turker S， Ilbay G， Severcan M，et al.Investigation of compositional，structural，and dynamical changes of pentylenetetrazol-induced seizures on a rat brain by FT-IR spectroscopy.Analytical chemistry，2014.86（3）： 1395-403.