在顳葉癲癇大鼠模型中海馬組織中即早基因c-f o s的表達(dá)

邢英瀛 陳文武

1.河南大學(xué)醫(yī)學(xué)院，河南開封 475001；2.河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院，河南開封 475000

在顳葉癲癇大鼠模型中海馬組織中即早基因c-f o s的表達(dá)

邢英瀛1陳文武2

1.河南大學(xué)醫(yī)學(xué)院，河南開封 475001；2.河南大學(xué)第一附屬醫(yī)院，河南開封 475000

該文主要綜述現(xiàn)公認(rèn)的顳葉癲癇模型（氯化鋰-匹羅卡品大鼠模型），圍繞選擇該模型的依據(jù)進(jìn)行分析，對該模型中大鼠的海馬及腦脊液組織中即早基因的表達(dá)的研究分別分析，對顳葉癲癇的發(fā)病機(jī)制的探討，以期指導(dǎo)癲癇的臨床治療。

顳葉癲癇；海馬；即早基因

據(jù)國際抗癲癇聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，癲癇的患病率高達(dá) 23～190人/10萬，已成為最常見的神經(jīng)科疾病之一[1]。盡管隨著抗癲癇藥物不斷更新，治療方案不斷規(guī)范，但仍有約30%的患者接受抗癲癇治療后癇性發(fā)作仍不能得到有效控制。局灶性癲癇中顳葉癲癇最為常見,近五年研究顯示，在新發(fā)的癲癇患者中，1/4～1/3左右為顳葉癲癇[2]。研究氯化鋰-匹羅卡品大鼠模型所致的癲癇持續(xù)狀態(tài)所致的顳葉癲癇模型中即早基因的表達(dá)以期研究顳葉癲癇的發(fā)病機(jī)制，其研究現(xiàn)狀與進(jìn)展如下。

1 氯化鋰-匹羅卡品致顳葉癲癇大鼠模型的建立

早在1983年Honchar等研究人員在 Science雜志上第一次發(fā)表了匹羅卡品大鼠模型，此模型可致癇鼠誘導(dǎo)自發(fā)性癇性發(fā)作，損傷海馬結(jié)構(gòu)中易損區(qū)，該鼠致癇模型被公認(rèn)為是和人類的顳葉癲癇有著相近的特征。該模型讓匹羅卡品不良反應(yīng)作用所導(dǎo)致的高死亡率得到下降,也提高了癲癇持續(xù)狀態(tài)誘發(fā)率，是目前國外較普便使用的一種癲癇模型[3]。蘇曼[4]等實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鋰-匹羅卡品顳葉癲癇模型建模成功后按照Racine分級和人類的顳葉癲癇具有相近行為學(xué)方面的特點(diǎn)，誘發(fā)快，發(fā)作時(shí)容易辨別，具有明確的分期，機(jī)體死亡率較低、致癇率較高、操作簡單可控而且不會破壞正常的人腦組織結(jié)構(gòu)，是一種較好研究人類癲癇病理學(xué)、神經(jīng)學(xué)等多科學(xué)的方法。

2 致顳葉癲癇大鼠模型的腦電圖

在神經(jīng)電生理領(lǐng)域，研究致顳葉癲癇大鼠模型急性期記錄到致癲癇組SD大鼠在海馬區(qū)爆發(fā)長程中出現(xiàn)的棘活動、尖活動及不規(guī)則的尖慢復(fù)合活動，較背景腦電活動明顯突出，與人類癲癇全性發(fā)作時(shí)腦電圖改變一致[4]。

3 致顳葉癲癇大鼠模型的病理學(xué)表現(xiàn)

人類癲癇的腦部病理學(xué)改變表現(xiàn)為海馬萎縮、硬化，包括膠質(zhì)增生和神經(jīng)元減少，以CA1區(qū)和齒狀回區(qū)域最為明顯[5]。顳葉癲癇大鼠模型的病理學(xué)表現(xiàn)，鋰-匹羅卡品致癇模型在出現(xiàn)急性癲癇持續(xù)狀態(tài)（status epilepticus，SE）后經(jīng)過靜止期致癇動物出現(xiàn)慢性自發(fā)性發(fā)作其病理改變相似于人類顳葉癲癇。海馬苔鮮纖維出芽和突觸重組是癲癇發(fā)生過程中最主要的病理學(xué)改變現(xiàn)象[6]，這一觀點(diǎn)已被研究者普遍接受。

大鼠慢性自發(fā)癲癇形成期海馬切片進(jìn)行尼氏染色也可觀察到神經(jīng)元排列混亂，且部分神經(jīng)元壞死，CA1區(qū)錐體細(xì)胞層中斷，海馬區(qū)CA1、CA3、CA4區(qū)錐體神經(jīng)元凋亡、星形膠質(zhì)細(xì)胞在調(diào)亡嚴(yán)重的區(qū)域增生、齒狀回顆粒細(xì)胞增生、苔狀纖維出芽，伸入齒狀回顆粒細(xì)胞層等區(qū)域形成異常的突觸聯(lián)系等。這些病理變化導(dǎo)致海馬內(nèi)異常放電環(huán)路的形成、興奮性神經(jīng)元活動性增強(qiáng)、抑制性神經(jīng)元活動性減弱，從而海馬區(qū)神經(jīng)元同步、自發(fā)放電形成癲癇發(fā)作[7]。通過技術(shù)進(jìn)步開展對癲癇手術(shù)切除的標(biāo)本研究發(fā)現(xiàn)慢性癲癇患者腦組織里的小膠質(zhì)細(xì)胞和星狀膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)大量增生情況，說明了在癲癇病發(fā)作時(shí)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞在其中起到了關(guān)鍵作用。

4 顳葉癲癇大鼠模型中即早基因的表達(dá)

4.1 即早基因及其病理作用

即早基因(immediate early genes,IEGs)是一類通過第二信使誘導(dǎo)從而快速應(yīng)答外界刺激的原癌基因家族的基因。通過研究還發(fā)現(xiàn)即早基因及其表達(dá)的蛋白除了參與細(xì)胞正常生長和分化外，還可以作為胞內(nèi)信使來參與細(xì)胞信息傳遞的過程[8]。即早基因在正常情況時(shí)呈低表達(dá)，難于檢測，但即早基因在病理情況時(shí)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中會表現(xiàn)為快速而廣泛的表達(dá)，表達(dá)的部位包括損傷中心及其周邊的區(qū)域[9-10]。即早基因表達(dá)的改變在遲發(fā)性神經(jīng)元的死亡、神經(jīng)元缺血性耐受以及神經(jīng)元的可塑等各方面具有十分重要的作用。

即早基因有c-fos、c-jun、fos-B等[11]，其中研究最為熱點(diǎn)的是c-fos，即早期基因產(chǎn)物的c-Fos蛋白的表達(dá)在二級嚙齒類動物模型中，c-fos基因普遍存在于中樞神經(jīng)細(xì)胞，正常情況下是低表達(dá)，難于檢測，但是早期反應(yīng)基因，在受到如癇性發(fā)作、腦缺血等因素的刺激后，在約10 min左右的時(shí)間內(nèi)做出相關(guān)反應(yīng)，擔(dān)任細(xì)胞核內(nèi)的第三信使的關(guān)鍵作用。研究表明，海馬邊緣皮層參與識別記憶，神經(jīng)元的記錄系統(tǒng)，即早期基因顯像和動物損傷研究證據(jù)揭示邊緣皮層的識別記憶作用，并用Western blotting印跡細(xì)胞外信號驗(yàn)證即早基因如c-fos在記憶鞏固作用和作為神經(jīng)元活化標(biāo)志物的重要作用[12]。即早基因產(chǎn)物的c-Fos蛋白的免疫組織化學(xué)染色已經(jīng)被廣泛地用作神經(jīng)元激活由各種外部刺激誘導(dǎo)的神經(jīng)元中的一個(gè)指標(biāo)。即早基因的活化過程首先是充當(dāng)?shù)谝恍攀狗肿拥募?xì)胞釋放的谷氨酸；然后通過細(xì)胞內(nèi)生物化學(xué)變化，如Ca2+的增加以及其他的第二信使分子作用激活了蛋白激酶,尤其是蛋白激酶A(cAMP依賴的)或者蛋白激酶C(鈣依賴的)。谷氨酸參與了即早基因表達(dá)的信號通路[13]。目前的報(bào)道發(fā)現(xiàn)，即早基因的應(yīng)答與氧化應(yīng)激密切相關(guān)，且NMDA和Ca2+激活是其中的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

4.2 氯化鋰-匹羅卡品致大鼠顳葉癲癇模型中即早基因的表達(dá)

顳葉癲癇的發(fā)病機(jī)制之一是激活NMDA受體調(diào)節(jié)亞基[14]。研究已經(jīng)證實(shí)了神經(jīng)細(xì)胞凋亡與癲癇之間的聯(lián)系，即早基因的持續(xù)表達(dá)和細(xì)胞凋亡有關(guān)[15]。研究發(fā)現(xiàn)在顳葉癲癇zif-268基因(即早基因的一種)表達(dá)增多，且機(jī)制與激活NMDA有關(guān)。在海人酸致顳葉癲癇模型、毛果蕓香堿誘導(dǎo)的癲癇發(fā)作、Morgan等戊四氮(Pentylenetetrazol，PTZ)致癲癇大鼠免疫組化及流式細(xì)胞學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)c-fos mRNA在海馬區(qū)的短期內(nèi)的大量升高，量化細(xì)胞計(jì)數(shù)顯示海馬區(qū)c-fos表達(dá)的細(xì)胞數(shù)增多[16]。藥物中藥補(bǔ)腦止癇散、癲癇一號及寧癇顆粒聯(lián)合卡馬西平可降低難治性癲癇海人酸致癇大鼠模型中即早基因c-fos的表達(dá)下降。FOS蛋白的表達(dá)水平與c-fos具有高度相似性。在c-fos基因受到了過度的激活后會調(diào)控?cái)?shù)個(gè)下游的基因表達(dá)，然后將來至于致癇因素的刺激轉(zhuǎn)變成為中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞發(fā)生病理性的增殖、分化或者凋亡的情況，最后導(dǎo)致癲癇發(fā)生[17]。c-fos基因的表達(dá)下調(diào)或上調(diào)，可用來探討某種抗癲癇及腦保護(hù)藥物的作用機(jī)制，并作為藥物抗癲癇及腦保護(hù)療效的一項(xiàng)有效指標(biāo)（抗癇劑可阻斷即早基因在腦內(nèi)的堆積），具有重要的參考意義[18]。c-fos基因的高表達(dá)在如星狀細(xì)胞瘤導(dǎo)致的癲癇等繼發(fā)性癲癇中也會出現(xiàn)。

5 總結(jié)與展望

癲癇作為最常見的神經(jīng)科疾患之一，顳葉癲癇可能是人類最常見和被研究最熱的一種癲癇形式。TLE表示該疾病的總的癲癇形式的40%，并且難以治愈。雖然從患者的腦電圖、成像技術(shù)、臨床表現(xiàn)和組織學(xué)研究能得到描述性數(shù)據(jù)，癲癇的發(fā)病機(jī)制尚不清楚。癲癇不可能是單個(gè)因子或一個(gè)單一的機(jī)制導(dǎo)致所有與此相關(guān)的神經(jīng)病這些變化。癲癇導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞死亡，神經(jīng)元的損失，或神經(jīng)發(fā)生改變神經(jīng)回路的傳導(dǎo)。

氯化鋰-匹羅卡品致顳葉癲癇大鼠模型具有與人類癲癇相似的行為學(xué)表現(xiàn)、腦電圖、視頻腦電圖表現(xiàn)，是理想的研究人類顳葉癲癇發(fā)病原因與機(jī)制的模型。海馬組織對缺血、缺氧特別敏感，即早基因尤其是c-fos在顳葉癲癇中表達(dá)增多與顳葉癲癇的發(fā)病機(jī)制相關(guān)。研究即早基因在顳葉癲癇大鼠的表達(dá)對人類難治性癲癇尤其是顳葉癲癇的發(fā)病機(jī)制及其預(yù)防和治療有積極的指導(dǎo)意義。

因此，研究顳葉癲癇后神經(jīng)元變性損傷的相關(guān)機(jī)制，對癲癇發(fā)病機(jī)制、預(yù)防和治療具有十分重要的臨床意義，加強(qiáng)對其中環(huán)節(jié)的重點(diǎn)關(guān)注和干預(yù)將是未來該領(lǐng)域的主要研究方向之一。

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R687.3

A

1674-0742（2014）11（c）－0195-02

邢英瀛（1988-），女，河南安陽人，碩士，研究方向：癲癇發(fā)病機(jī)制及治療。

陳文武（1964-），男，教授，主要從事癲癇發(fā)病機(jī)制及治療的研究工作，E-mail:Chenww1629@126.com。

2014-09-08)