,, ,
(1.南華大學附屬第二醫(yī)院功能檢查科,湖南 衡陽 421001;2.南華大學附屬第二醫(yī)院兒科)
·基礎(chǔ)醫(yī)學·
TSA對發(fā)育期大鼠癲癇后腦損傷的保護作用及其機制
黃湘壹1,胡擎鵬2*,馮偉2,劉劍峰2
(1.南華大學附屬第二醫(yī)院功能檢查科,湖南 衡陽 421001;2.南華大學附屬第二醫(yī)院兒科)
目的探討組蛋白去乙?;敢种苿┣乓炙谹(TSA)在癲癇后腦損傷發(fā)病中的作用及其機制。
方法將32只雄性SD大鼠隨機分為4組:對照組、海人酸(KA)組、小劑量TSA干預組(0.03 mg/kg)及大劑量TSA干預組(0.1 mg/kg)組,通過腹腔注射海人酸(KA)制作發(fā)育期大鼠癲癇模型,TSA于KA誘導癲癇前2 h腹腔注射給藥,評估驚厥發(fā)作的等級及記錄驚厥的潛伏期。癲癇后24 h處死大鼠,HE染色觀察腦組織病理變化;TUNEL染色檢測大鼠海馬神經(jīng)元細胞凋亡;CD68染色檢測活化的小膠質(zhì)細胞;Western blot檢測IL-1β和TNF-α蛋白的表達。結(jié)果KA組均達到Ⅳ~V級驚厥發(fā)作,而TSA干預組能減輕驚厥發(fā)作的等級和延長驚厥的潛伏期。HE染色可見KA組明顯的神經(jīng)元凋亡及細胞水腫,伴有較多的炎癥細胞浸潤,而TSA干預組能減輕神經(jīng)元凋亡及細胞水腫,同時減少炎癥細胞浸潤。與對照組比較,KA組神經(jīng)元凋亡數(shù)、小膠質(zhì)細胞活化數(shù)及炎癥因子的表達均顯著增加(P<0.05),而TSA能抑制KA誘導的改變。相對于0.03 mg/kg TSA干預組,0.1 mg/kg TSA干預組治療作用更明顯(P<0.05)。結(jié)論TSA能抑制癲癇后海馬神經(jīng)元凋亡、小膠質(zhì)細胞活化及炎癥因子的表達,同時能減輕驚厥發(fā)作的等級和延長驚厥的潛伏期,從而對癲癇后腦損傷起到保護作用。
TSA; 癲癇; 海馬; 神經(jīng)元; 小膠質(zhì)細胞
癲癇是小兒時期常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,以反復的驚厥發(fā)作為主要表現(xiàn)。發(fā)育期癲癇是嬰幼兒常見的急危重癥,發(fā)生率較成人明顯增高,其發(fā)病率為3%~4%,其中部分為難治性癲癇或癲癇持續(xù)狀態(tài)。癲癇能導致發(fā)育期不同程度腦損傷,包括運動發(fā)育落后,行為異常、學習和記憶能力下降,嚴重者可危及生命[1]。目前的抗癲癇藥物的主要作用是控制癥狀,而不能影響癲癇發(fā)病機制或疾病的進展過程,并且有大約三分之一的患者用藥治療后不能有效控制癲癇發(fā)作[2],因此開發(fā)新的抗癲癇藥物是急需攻克的難題。曲古抑素A(trichostatin A,TSA) 是當下研究得很多的一類異羥肟酸組蛋白去乙?;种苿?Histone acetylation inhibitor,HDACi),它可通過提高染色質(zhì)特定區(qū)域組蛋白乙酰化水平,從而調(diào)控基因表達,誘導細胞分化及凋亡。在發(fā)育期小鼠癲癇模型中,研究表明HDACI干預治療有很多積極的作用,包括減少神經(jīng)元的凋亡和軸突的損傷,減輕炎癥反應,同時HDACI有著明顯的抗細胞興奮毒性和抗氧化能力。體外實驗證實了HDACI通過抗谷氨酸誘導的興奮毒性和抗氧糖剝奪損傷從而保護神經(jīng)元;同時還能延長皮層神經(jīng)元的生命周期和促進神經(jīng)細胞再生。HDACI能夠通過增加組蛋白乙?;缴险{(diào)神經(jīng)元中的細胞保護蛋白 Bcl-2,對神經(jīng)元前體細胞起到保護作用;同時,HDACI也能營養(yǎng)神經(jīng),促進神經(jīng)細胞再生和突觸可塑性的形成,從而提高神經(jīng)細胞的存活率。目前關(guān)于TSA在神經(jīng)系統(tǒng)疾病的研究主要集中在腫瘤的靶向治療,腦出血與缺血性腦卒中,神經(jīng)炎癥及神經(jīng)退行性疾病等[3-4],國內(nèi)外尚未有TSA在發(fā)育期癲癇方面的報道。研究證實,神經(jīng)元的凋亡、小膠質(zhì)細胞的活化和炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生參與了癲癇后腦損傷病理過程,并可影響癲癇的發(fā)生發(fā)展。本實驗通過海人酸(kainic acid,KA)誘導發(fā)育期大鼠癲癇模型,觀察TSA干預治療對癲癇后大鼠海馬組織神經(jīng)元的凋亡、小膠質(zhì)細胞的活化和炎癥介質(zhì)表達的影響,探討TSA在癲癇后腦損傷發(fā)病中的作用及機制。
1.1實驗動物及試劑20日齡健康雄性SD大鼠32只(南華大學實驗動物中心提供)。KA,TSA(美國Sigma公司),IL-1β、TNF-α抗體(Abcam公司),CD68抗體(英國AbD Serotec公司),ECL化學發(fā)光劑 (Santa Cruz公司),TUNEL凋亡試劑盒 (武漢博士德生物有限公司),免疫組化二抗試劑盒(北京索萊寶科技有限公司)。
1.2大鼠癲癇模型的建立及分組32只雄性SD大鼠隨機分為4組,對照組、KA組、小劑量TSA干預組(0.03 mg/kg)及大劑量TSA干預組(0.1 mg/kg)組,每組8只,通過腹腔注射KA制作發(fā)育期大鼠癲癇模型,出現(xiàn)Ⅳ~V級驚厥發(fā)作為造模成功(參考Racine分級標準)[5],記錄驚厥的發(fā)作等級及潛伏期;對照組僅注射生理鹽水。TSA (0.03 mg/kg或0.1 mg/kg)在KA誘導癲癇前2 h腹腔注射給藥。癲癇后24 h處死大鼠,留取海馬組織標本,部分用4% 多聚甲醛固定,做病理切片及免疫組化染色,部分迅速保存于-80 ℃冰箱,用于Western blot實驗。
1.3 HE染色觀察腦組織病理學改變將組織切片在60 ℃恒溫箱中烘烤30 min,然后置于松節(jié)油中浸泡30 min脫蠟,置于不同濃度梯度乙醇(從高到低)中脫去松節(jié)油,用蒸餾水洗5 min除去乙醇并水化。蘇木精染色切片15 min,細胞核被染成紫藍色,自來水沖洗2 min。將組織切片置于0.5%鹽酸乙醇中30 s分化,自來水沖洗20 min。伊紅染液染色30 s,細胞質(zhì)染成粉紅色,自來水沖洗30 s去浮色。切片經(jīng)濃度梯度乙醇脫水(從低到高),二甲苯浸泡透明,隨后用中性樹膠封片。在光學顯微鏡下觀察HE染色下腦組織病理變化。
1.4 TUNEL染色檢測神經(jīng)元細胞凋亡海馬組織經(jīng)4% 多聚甲醛固定、石蠟包埋、切片(厚度約3 μm)、脫蠟水化。標本片加0.01 mol/L TBS洗2 min×3次,按每張切片取TdT 和DIG-d-UTP各1 μL,加入18 μL標記緩沖液中,混勻。甩去切片上多余液體后加標記液20 μL/片,然后置樣品于濕盒中,37 ℃標記2 h。用0.01 mol/L TBS清洗后加封閉液50 μL/片,室溫30 min,后加入生物素化抗地高辛抗體,置樣品于濕盒中,37 ℃反應30 min。加入1∶100稀釋的SABC,37 ℃反應30 min,隨后DAB顯色及蘇木素復染。光鏡下對每張切片隨機選取面積相同的5個高倍視野(×400倍),肉眼計數(shù)每個高倍視野TUNEL染色陽性細胞數(shù),即細胞核中有棕黃色顆粒者為陽性細胞,然后取平均值。
1.5 CD68免疫組化染色檢測活化的小膠質(zhì)細胞
將海馬組織病理切片先經(jīng)過脫蠟、水化處理,然后浸泡到0.01 mmol/L 枸櫞酸鈉加熱至沸騰進行抗原修復。先在切片上滴加3%H2O2以消除內(nèi)源性過氧化物酶的活性;然后滴加一抗小鼠抗大鼠CD68(1∶100),4 ℃過夜;予PBS沖洗后在切片上滴加反應增強液,室溫下孵育20 min;予PBS沖洗后再滴加兔抗小鼠二抗,室溫下孵育30 min;予PBS沖洗后滴加新鮮配制的DAB試劑顯色2~5 min。運用光學顯微鏡×400倍觀察結(jié)果,海馬CA1區(qū)隨機選5個不同的視野,肉眼計數(shù)陽性細胞,取平均值即為活化的小膠質(zhì)細胞數(shù)。
1.6 Western blot檢測IL-1β和TNF-α蛋白表達量
取-80 ℃保存的海馬組織,勻漿后加適量RIPA裂解液及PMSF蛋白酶抑制劑,離心,取上清,BCA 法測定蛋白濃度。每個標本取30 μg蛋白樣本經(jīng)10% SDS-PAGE 凝膠電泳,電泳后在低溫下將目的蛋白用電濕轉(zhuǎn)法轉(zhuǎn)移至PVDF膜上,5%脫脂牛奶在37 ℃下封閉1 h,然后加IL-1β(1∶500)和TNF-α(1∶1 000)抗體,4 ℃孵育過夜。PBST清洗3次后用辣根過氧化物酶標記的兔二抗 (1∶5 000)在室溫下孵育2 h,再次用PBST清洗3次后在膜上加入化學發(fā)光底物ECL顯色1 min,用Image QuantTMLAS 4000成像系統(tǒng)掃描分析蛋白條帶。
1.7統(tǒng)計學處理所有數(shù)據(jù)均采用SPSS20.0 統(tǒng)計學軟件進行分析,數(shù)據(jù)均采用均數(shù)±標準差表示,組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較使用Bonferronit檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1平均驚厥等級和驚厥潛伏期評估本實驗共選擇20天SD大鼠40只,予KA造模時有5只大鼠因癲癇持續(xù)狀態(tài)不能緩解死亡,死亡率為12.5%,最終納入實驗32只大鼠。實驗中觀察不同組驚厥發(fā)作級別及驚厥潛伏期見表1。驚厥等級評分大劑量TSA組顯著低于KA組(P<0.05);驚厥潛伏期大劑量TSA組顯著長于KA組及小劑量TSA組(P<0.05),而小劑量TSA組與KA組比較差異則無顯著性(P>0.05)。本實驗以0.1 mg/kg劑量為最佳。
表1大鼠驚厥發(fā)作等級和驚厥潛伏期評估
組別0級1級2級3級4級5級平均驚厥等級平均潛伏期(min)KA0000534.38±0.5263.88±13.78小劑量TSA組0122213.00±1.3171.88±14.36b大劑量TSA組1131202.25±1.39a109.8±17.25a
與KA組比較,a:P<0.05;與大劑量TSA組比較,b:P<0.05
2.2 HE染色觀察腦組織病理學改變發(fā)育期大鼠癲癇后24 h,HE染色后光鏡下觀察海馬組織病理學改變(圖1);正常對照組細胞染色均勻,呈淡藍色,細胞壁完整,神經(jīng)元結(jié)構(gòu)清楚,未見水腫,變性及壞死(圖1A);KA組出現(xiàn)明顯細胞水腫,神經(jīng)元體積增大,核固縮深染,有核溶解、碎裂,細胞形態(tài)不完整,可見大量神經(jīng)元凋亡及細胞碎片,伴有較多的炎癥細胞浸潤(圖1B);小劑量TSA干預組仍可見較多的神經(jīng)元凋亡及細胞碎片,但細胞水腫及炎癥細胞浸潤較前有所減輕,細胞形態(tài)較前規(guī)則(圖1C);大劑量TSA干預組細胞水腫及炎癥細胞浸潤明顯減輕,細胞體積及形態(tài)大部分正常,僅有少許的神經(jīng)元凋亡及細胞碎片(圖1D)。
2.3 TSA抑制KA誘導的海馬神經(jīng)元凋亡
TUNEL染色測定發(fā)育期大鼠癲癇后24 h海馬組織神經(jīng)元凋亡的數(shù)量(圖2),TUNEL染色陽性可見細胞核中有棕色或棕黃色著染,伴有染色質(zhì)濃縮、邊緣化及核膜裂解等現(xiàn)象;正常細胞核染色呈藍色。
圖1 HE染色觀察癲癇后24 h海馬CA1區(qū)腦組織病理學改變 A:對照組;B:KA組;C:小劑量TSA干預組;D:大劑量TSA干預組
大鼠海馬組織中的神經(jīng)元凋亡數(shù):對照組2.2±0.83個/mm2,KA組81.4±4.5個/mm2,小劑量TSA組43.6±3.2個/mm2,大劑量TSA組21.0±3.2個/mm2。KA組(圖2B)在海馬CA1區(qū)有大量的TUNEL染色陽性細胞,與對照組(圖2A)相比神經(jīng)元凋亡數(shù)量顯著增加(P<0.05);TSA干預組能顯著抑制PTZ誘導的海馬神經(jīng)元凋亡(圖2C、圖2D,P<0.05),其中以大劑量TSA組的抑制更明顯(P<0.05)。
圖2 TUNEL染色觀察癲癇后24 h海馬CA1區(qū)凋亡的神經(jīng)元數(shù)目 A:對照組;B:KA組;C:小劑量TSA干預組;D:大劑量TSA干預組;E:TUNEL陽性細胞計數(shù)。與對照組比較,*:P<0.05;與KA組比較,△:P<0.05;與小劑量TSA組比較,#:P<0.05
2.4 TSA抑制癲癇后小膠質(zhì)細胞活化CD68染色測定發(fā)育期大鼠癲癇后24 h海馬組織活化的小膠質(zhì)細胞數(shù)量(圖3),活化的小膠質(zhì)細胞可被染成褐色或棕褐色。正常情況下小膠質(zhì)細胞處于靜止狀態(tài),胞體較小,有著長的,細的放射狀分支;活化的小膠質(zhì)細胞體積變大,呈圓形或阿米巴狀,細胞突起變短或消失。大鼠海馬CA1區(qū)活化的小膠質(zhì)細胞數(shù):對照組2.4±1.52個/mm2,KA組77.9±9.87個/mm2,小劑量TSA組65.4±7.80個/mm2,大劑量TSA組21.4±3.51個/mm2。與對照組(圖3A)相比,KA組(圖3B)在活化的小膠質(zhì)細胞數(shù)量顯著增加(P<0.05),細胞體積變大,細胞突起變短或消失;大劑量TSA組(圖3D)能顯著抑制小膠質(zhì)細胞的活化(P<0.05),可見大部分細胞體積正常,胞體可見放射狀分支。
2.5 TSA減少IL-1β和TNF-α蛋白表達水平Western blot結(jié)果顯示各組蛋白光密度與內(nèi)參β-actin比值如下(圖4):對照組:IL-1β為0.37±0.05,TNF-α為0.32±0.05;KA組:IL-1β為1.01±0.10,TNF-α為0.95±0.11;小劑量TSA組:IL-1β為0.89±0.08,TNF-α為0.70±0.11;大劑量TSA組:IL-1β為0.43±0.09,TNF-α為0.45±0.05。KA組IL-1β和TNF-α蛋白水平較對照組顯著增高(P<0.05),予大劑量TSA干預治療對IL-1β和TNF-α增高均有顯著的抑制作用(P<0.05);予小劑量TSA干預治療僅對IL-1β增高有顯著的抑制作用(P<0.05);大劑量TSA治療效果明顯優(yōu)于小劑量TSA(P<0.05)。
圖3 CD68染色觀察癲癇后24 h海馬CA1區(qū)活化的小膠質(zhì)細胞數(shù) A:對照組;B:KA組;C:小劑量TSA干預組;D:大劑量TSA干預組;E:活化的小膠質(zhì)細胞計數(shù)。與對照組比較,*:P<0.05;與KA組比較,△:P<0.05;與小劑量TSA組比較,#:P<0.05
圖4 Western bolt檢測癲癇后24 h海馬區(qū)IL-1β和TNF-α蛋白表達水平 A:Western blot蛋白條帶;B:柱狀圖表示各組蛋白光密度與內(nèi)參β-actin比值即相對蛋白表達水平.與對照組比較,*:P<0.05;與KA組比較,△:P<0.05;與小劑量TSA干預組比較,#:P<0.05
癲癇是由于大腦神經(jīng)元的異常放電引起的反復驚厥,由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)在的復雜性,關(guān)于癲癇后腦損傷的發(fā)病機制研究還很局限。目前公認的癲癇的基本病理過程包括急性炎癥反應,神經(jīng)元細胞凋亡,小膠質(zhì)細胞活化,氧化應激,鈣超載和線粒體功能障礙[6-7]。因而減少炎癥反應,抑制小膠質(zhì)細胞活化和神經(jīng)元細胞的凋亡可能是一個重要的抗癲癇途徑。在本實驗中,選擇海人酸KA誘導發(fā)育期大鼠癲癇模型,因為這個模型造成的癲癇活動和腦損傷類似于人類顳葉癲癇模型,與臨床研究更有相關(guān)性[8],同時KA制作癲癇模型在國內(nèi)外已經(jīng)很成熟,注射劑量和方式容易把握,重復性好。TSA是HDACI的一種,與傳統(tǒng)的抗癲癇藥VPA有著許多類似的作用,如能減少腦梗死和腦出血的面積,降低LPS誘導的多巴胺能神經(jīng)興奮毒性,改善內(nèi)毒素誘導的神經(jīng)炎癥等[9],故本實驗選擇了TSA干預治療,以進一步探討癲癇后腦損傷的發(fā)病機制和可能的治療途徑。
神經(jīng)元凋亡是癲癇后細胞死亡的重要形式,與癲癇后大量氧自由基生成及凋亡相關(guān)蛋白酶激活有關(guān)[10]。本實驗TUNEL染色和HE染色顯示,發(fā)育期大鼠癲癇后24 h海馬CA1區(qū)神經(jīng)元凋亡數(shù)量較對照組顯著增加,伴有細胞體積增大,水腫,說明神經(jīng)元凋亡參與了癲癇的病理過程。TSA治療后神經(jīng)元的凋亡數(shù)量減少,細胞水腫減輕,同時可以減少驚厥持續(xù)時間和延長驚厥的潛伏期,說明TSA對癲癇后腦損傷有保護作用。TSA對神經(jīng)細胞保護的機制可能是通過直接抑制氧化調(diào)控相關(guān)蛋白Prx I以及Prx II的去乙酰化修飾,從而參與細胞內(nèi)氧化應激的調(diào)控,減少神經(jīng)元的凋亡[11];在研究氧化應激保護作用的機制中發(fā)現(xiàn),TSA在H2O2誘導氧化損傷后能夠誘導一些抗氧化蛋白的表達如過氧化氫酶(Catalase)、超氧化歧化酶(SOD)、過氧化酶(Prx)等,它們可將體內(nèi)過剩的氧自由基快速及時的清除,增加細胞的抗氧化水平,從而使細胞免于死亡[12];同時TSA可通過直接阻止剪接型X盒結(jié)合蛋白1(X-boxbinding protein 1 spliced,XBP1S)的去乙?;?增加其蛋白穩(wěn)定性,從而上調(diào)多個對抗氧化應激相關(guān)基因表達,進而對抗氧化應激所致的神經(jīng)元凋亡[13]。也有研究指出TSA可以抑制神經(jīng)元的存活,同時增加多巴胺能神經(jīng)元對神經(jīng)毒素的易受損性,因而在使用TSA治療腦損傷時應保持謹慎[14]。
小膠質(zhì)細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的巨噬細胞,在大腦的免疫炎癥反應中有著重要的作用,廣泛參與了CNS的損傷過程。活化的小膠質(zhì)細胞可分泌、釋放細胞毒性因子和促炎因子,抑制神經(jīng)元的呼吸鏈,使神經(jīng)元中ATP急劇減少最終因能量衰竭而死亡,這種損傷可能導致癲癇的發(fā)作,并影響癲癇發(fā)作的潛伏期和持續(xù)時間[15]。同時,活化的小膠質(zhì)細胞可能會通過減少神經(jīng)營養(yǎng)因子的生成或分泌促炎因子來抑制軸突的再生和加劇神經(jīng)元的死亡[16]。本實驗CD68染色顯示,發(fā)育期大鼠癲癇后24 h海馬CA1區(qū)活化的小膠質(zhì)細胞數(shù)量較對照組顯著增加,說明小膠質(zhì)細胞活化參與了癲癇的病理過程。使用TSA治療后能明顯抑制小膠質(zhì)細胞所致的炎癥反應,減少活化的小膠質(zhì)細胞,并且能調(diào)控小膠質(zhì)細胞由吞噬型向靜止型轉(zhuǎn)變,說明TSA能通過減少小膠質(zhì)細胞活化所導致的炎癥反應,從而對癲癇后腦損傷起到保護作用;也有報道指出TSA能誘導小膠質(zhì)細胞等神經(jīng)免疫細胞的凋亡從而減少炎癥介質(zhì)的合成[9]。
白細胞介素IL-1β是由多種細胞產(chǎn)生并可作用于多種細胞的一類細胞因子。IL-1β在傳遞信息,激活與調(diào)節(jié)免疫細胞,介導T、B細胞活化、增殖與分化及在炎癥反應中起重要作用。腫瘤壞死因子TNF-α是由巨噬細胞對感染或其他免疫源反應自然產(chǎn)生的細胞因子,它能促進細胞增殖和分化,是重要的炎癥因子,并參與某些自身免疫病的病理損傷。大量研究發(fā)現(xiàn)各種途徑誘發(fā)的癲癇模型大鼠腦組織IL-1β和TNF-α的表達增加,且均與癲癇后腦損傷的發(fā)生有關(guān)[17]。在本實驗中Western blot測定了癲癇后IL-1β和TNF-α蛋白的含量,發(fā)現(xiàn)癲癇后KA組各指標的含量較對照組顯著增加,證實了炎癥介質(zhì)參與了癲癇后腦損傷的病理過程。TSA干預治療后減少了炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生,從而發(fā)揮了腦保護作用,其可能的機制如下:① TSA可能通過抑制IRAK-1/NF-κB/p38/JNK和TLR4/MYD88信號通路,從而減少IL-1β、TNF-a的合成[18]。②TSA通過誘導高乙?;?,增加了抗炎癥因IL-10、TGF-β基因和蛋白表達。③在巨噬細胞或單核細胞中,TSA可增加HSP90組蛋白乙?;?導致其與白細胞介素-1受體相關(guān)激酶1(IRAK1)失聯(lián),使IRAKI降解,從而間接抑制IL-1β[19]。也有報道指出,TSA可以促進炎癥介質(zhì)如IL-1β、TNF-a的生成,這種促進作用完全不依賴于傳統(tǒng)的炎癥通路的激活,而主要是通過caspase-8依賴的信號轉(zhuǎn)導機制從而促進IL-1β等炎癥介質(zhì)的合成[20]。
總之,本實驗結(jié)果可以證實TSA能抑制癲癇后海馬神經(jīng)元凋亡、小膠質(zhì)細胞活化及炎癥因子的表達,同時能減輕驚厥發(fā)作的等級和延長驚厥的潛伏期,表明TSA 有潛在的神經(jīng)保護作用和抗癲癇作用,為臨床治療癲癇提供了一個新的途徑和思路。
[1] Naldi I,Piccinni C,Mostacci B,et al.Prescription patterns of antiepileptic drugs in young women:development of a tool to distinguish between epilepsy and psychiatric disorders [J].Pharmacoepidemiol Drug Saf,2016,23(7):31-39.
[2] Jabir NR,Tabrez S,Firoz CK,et al.A synopsis of nano-technological approaches toward anti-epilepsy therapy:present and future Research implications[J].Curr Drug Metab,2015,16(5):336-345.
[3] Hsing CH,Hung SK,Chen YC,et al.Histone deacetylase inhibitor trichostatin A ameliorated endotoxin-Induced neuroinflammation and cognitive dysfunction[J].Mediators Inflamm,2015,53:18-27.
[4] Shao A,Wang Z,Wu H,et al.Enhancement of autophagy by histone deacetylase inhibitor trichostatin A ameliorates neuronal apoptosis after subarachnoid hemorrhage in rats[J].Mol Neurobiol,2016,53(1):18-27.
[5] Groot LJ,Gosens N,Vles JS,et al.Inter-and intraobserver agreement of seizure behavior scoring in the amygdala kindled rat[J].Epilepsy Behav,2015,42:10-13.
[6] 林若庭,蔡若蔚,張鵬飛,等.人難治性顳葉癲癇神經(jīng)細胞凋亡與Caspase3,4的表達[J].中華醫(yī)學雜志,2016,96(7):522-525.
[7] Choi J,Nordli Jr DR,Alden TD,et al.Cellular injury and neuroinflammation in children with chronic intractable epilepsy[J].J Neuroinflammation,2009,6:38.
[8] Van Nieuwenhuyse B,Raedt R,Sprengers M,et al.The systemic kainic acid rat model of temporal lobe epilepsy:Long-term EEG monitoring[J].Brain Res,2015,1627:1-11.
[9] Chen PS,Wang CC,Bortner CD,et al.Valproic acid and other histone deacetylase inhibitors induce microglial apoptosis and attenuate lipopolysaccharide-induced dopaminergic neurotoxicity[J].Neuroscience,2007,149(1):203-212.
[10] Ren L,Zhu R,Li X.Silencing miR-181a produces neuroprotection against hippocampus neuron cell apoptosis post-status epilepticus in a rat model and in children with temporal lobe epilepsy[J].Genet Mol Res,2016,15(1):1-11.
[11] Sanda T,Okamoto T,Uchida Y,et al.Proteome analyses of the growth inhibitory effects of NCH-51,a novel histone deacetylase inhibitor,on lymphoid malignant cells[J].Leukemia,2007,21(11):2344-2353.
[12] 何治,潘志紅,魯文紅.丹參酮IIA對血管性癡呆大鼠的神經(jīng)保護作用機制,2010,35(14):1883-1886.
[13] Shakespear MR,Hohenhaus DM,Kelly GM,et al.Histone deacetylase 7 promotes Toll-like receptor 4-dependent proinflammatory gene expression in macrophages[J].J Biol Chem,2013.288(35):362-374.
[14] Wang Y,Wang X,Liu L,et al.HDAC inhibitor trichostatin A-inhibited survival of dopaminergic neuronal cells[J].Neurosci Lett,2009,467(3):212-216.
[15] Desguerre I,Hully M,Rio M,et al.Mitochondrial disorders and epilepsy[J].Rev Neurol (Paris),2014,170(5):375-380.
[16] Papageorgiou IE,Lewen A,Galow LV,et al.TLR4-activated microglia require IFN-gamma to induce severe neuronal dysfunction and death in situ[J].Proc Natl Acad Sci U S A,2016,113(1):212-217.
[17] Kaur H,Patro I,Tikoo K,et al.Curcumin attenuates inflammatory response and cognitive deficits in experimental model of chronic epilepsy[J].Neurochem Int,2015,89:40-50.
[18] Li W,Zhang Y,Xing C,et al.Tanshinone IIA represses inflammatory response and reduces radiculopathic pain by inhibiting IRAK-1 and NF-kappaB/p38/JNK signaling[J].Int Immunopharmacol.2015,28(1):382-389.
[19] Chong W,Li Y,Liu B,et al.Histone deacetylase inhibitor suberoylanilide hydroxamic acid attenuates Toll-like receptor 4 signaling in lipopolysaccharide-stimulated mouse macrophages [J].J Surg Res,2012,178(2):851-859.
[20] Stammler D,Eigenbrod T,Menz S,et al.Inhibition of histone deacetylases permits lipopolysaccharide-mediated secretion of bioactive IL-1beta via a caspase-1-independent mechanism[J].J Immunol,2015,195:5421-5431.
TheProtectionEffectsandMechanismsofTSAonSeizures-InducedBrainDamageinDevelopingRat
HUANG Xiangyi,HU Qingpeng,FENG Wei,et al
(TheSecondAffiliatedHospitalofUniversityofSouthChina,Hengyang,Hunan421001,China)
ObjectiveThis study aimed to investigate the protection effects and mechanisms of Histone deacetylase inhibitor (HDACi) TSA on seizure-induced brain damage of developing rats.Methods32 male Sprague-Dawley (SD) rats were randomly divided into 4 groups:Control group,KA group,0.03 mg/kg TSA treated group and 0.1 mg/kg TSA treated group.Intraperitoneal administration of KA induced rat seizures.TSA was injected intraperitoneally 2 hours before KA injection.The seizure stage and seizure latency were recorded after KA injection.Hippocampus tissues were sampled at 24 hours after seizures.Brain tissue pathological changes were observed by HE staining;Apoptotic neuron were observed using TUNEL immunohistochemical staining;Activated microglia were detected by CD68 mmunohistochemical staining;IL-1β and TNF-α protein were detected using Western Blot.ResultsThe brain tissue pathological changes,apoptosis of neurons,activated microglia,IL-1β and TNF-α protein and seizure latency significantly increased after KA treatment (P<0.05),but these effects were attenuated by adding TSA.Compared with 0.03 mg/kg TSA treated group,0.1 mg/kg TSA treated group plays a more important role in protecting against seizure-induced brain damage.ConclusionsHistone deacetylase inhibitor TSA can reduce brain tissue pathological changes,apoptosis of neurons,activated microglia and inflammation factor.This suggests a protective effect against brain damage associated with seizures in developing rats.
TSA; seizures; hippocampus; neuron; microglia
10.15972/j.cnki.43-1509/r.2016.06.008
2016-04-27;
2016-07-08
*通訊作者,E-mail:yanguowuhen0011@sina.com.
R742.1
A
蔣湘蓮)