路巖莉,房艷艷,李新民,孫 丹,晉 黎,韓耀巍
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院兒科,天津 300193;2.山東省臨沂市中醫(yī)醫(yī)院兒科,臨沂 276002)
藥物難治性癲癇是目前兒科神經(jīng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),其中抗癲癇藥物(AEDs)作用靶點(diǎn)發(fā)生結(jié)構(gòu)或功能改變是導(dǎo)致藥物難治的原因之一。目前研究較多的作用靶點(diǎn)是電壓門(mén)控性鈉離子通道,主要在可興奮性細(xì)胞中表達(dá),其結(jié)構(gòu)和功能異??梢鹕窠?jīng)元的膜興奮性改變,參與癲癇的發(fā)病機(jī)制,尤其是Ⅰ型電壓門(mén)控性鈉通道(Na1.1)最為重要。實(shí)驗(yàn)將從氯化鋰—匹羅卡品致癇大鼠海馬Na1.1的表達(dá)入手,觀察中藥復(fù)方制劑熄風(fēng)膠囊對(duì)其影響。
1.1 動(dòng)物 SPF級(jí)健康雄性SD大鼠45只,體質(zhì)量(45±10)g,由中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,適應(yīng)性喂養(yǎng)3 d后開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。
1.2 藥品 氯化鋰(批號(hào)為115K1308,每瓶100 g,美國(guó)Sigma公司)、鹽酸匹羅卡品(批號(hào)為066k1730,5 g/瓶,美國(guó)Sigma公司)、熄風(fēng)膠囊[院內(nèi)制劑,藥物組成:紫河車(chē)、石菖蒲、天麻、川芎、全蝎、白僵蠶、蜈蚣、白礬、郁金等,批號(hào)為津藥制字(2001)Z第0252號(hào),每粒0.33 g,天津中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院杏林藥廠]等。
2.1 造模 將45只大鼠隨機(jī)分成兩組,空白組6只,其余39只用于模型的建立。腹腔注射氯化鋰(127 mg/kg),18 h后腹腔注射硫酸阿托品(1 mg/kg)以減少外周膽堿能作用,30 min后腹腔注射匹羅卡品(濃度1%,首次 20 mg/kg,30 min后 10 mg/kg),大鼠出現(xiàn)癲癇持續(xù)狀態(tài)(SE)1 h后,再給予腹腔注射地西泮(10 mg/kg)解除抽搐,如癇性發(fā)作不能緩解,可重復(fù)注射地西泮1~2次,直到癇性發(fā)作被解除。
驚厥評(píng)分采用Racine評(píng)分法[1]。0級(jí):無(wú)反應(yīng);Ⅰ級(jí):耳、面部抽搐;Ⅱ級(jí):肌陣攣,但無(wú)直立位;Ⅲ級(jí):肌陣攣,伴直立位;Ⅳ級(jí):全身強(qiáng)直-陣攣發(fā)作;Ⅴ級(jí):全身強(qiáng)直-陣攣發(fā)作,并失去體位控制。癇性發(fā)作達(dá)到Ⅳ及以上,解除發(fā)作后狀態(tài)良好的大鼠為合格致癇大鼠模型。
2.2 分組 35只造模成功的大鼠隨機(jī)選擇24只,按每組6只隨機(jī)分成4組:模型對(duì)照組(模型組)、熄風(fēng)膠囊低劑量治療組(熄低組)、熄風(fēng)膠囊中劑量治療組(熄中組)、熄風(fēng)膠囊高劑量治療組(熄高組)。
2.3 處理 熄低組、熄中組和熄高組大鼠,分別每天上午灌胃熄風(fēng)膠囊 0.33、0.66 和 0.99 g 濃縮劑,每次2 mL,模型組和空白組大鼠,分別每天上午灌胃生理鹽水1次,每次2 mL。共持續(xù)60 d。
3.1 標(biāo)本制備 致癇大鼠10%水合氯醛麻醉,心臟內(nèi)快速推注250 mL生理鹽水灌洗液至肝臟變?yōu)橥咙S色,待右心流出清亮液體時(shí),4%250 mL冷多聚甲醛磷酸緩沖液灌注至大鼠全身肌肉逐漸僵硬、強(qiáng)直,即斷頭、取腦,置于冰盤(pán)上4%戊二醛固定液中剝離腦組織,將含有雙側(cè)海馬的腦組織固定于4%多聚甲醛緩沖液中。
3.2 標(biāo)本檢測(cè) 石蠟切片脫蠟至水。蒸餾水沖洗,磷酸鹽緩沖液(PBS)浸泡5 min。切片放入92~98℃的 500 mL 0.01 mol/L檸檬酸-檸檬酸鈉溶液中反應(yīng)15 min后,自然冷卻到50℃以下,用1×PBST洗掉其表面的修復(fù)液。3%H2O2室溫孵育10min,PBS沖洗,2min×3次。10%牛血清的封閉液封閉,室溫孵育1 h。傾去血清,滴加1∶200的稀釋抗體,4℃過(guò)夜。PBS沖洗,2 min×3次。1∶1 000稀釋二抗,37℃孵育30 min。PBS沖洗,2 min×3次。二氨基聯(lián)苯胺法(DAB)顯色。蒸餾水沖洗,復(fù)染,脫水透明,中性樹(shù)膠封片,晾干后用顯微鏡觀察,照相。
3.3 統(tǒng)計(jì)分析 采用Image-Pro Plus6.0軟件對(duì)圖像進(jìn)行分析,計(jì)算平均陽(yáng)性光密度。采用SPSS 22.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)進(jìn)行描述,多組比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA),組間兩兩比較用SNK-q檢驗(yàn);設(shè)置雙側(cè)檢驗(yàn)水準(zhǔn) α=0.05,P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
4.1 對(duì)大鼠自發(fā)性發(fā)作(SRS)的影響 采用氯化鋰-匹羅卡品癲癇動(dòng)物模型,造模成功率為93%。在造模及隨后為期60 d的灌胃過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)致癇大鼠均出現(xiàn)了癲癇慢性期的行為學(xué)改變,即SE后15 d到兩個(gè)月內(nèi)出現(xiàn)反復(fù)SRS,最初多為局部性發(fā)作如前肢陣攣或面部抽搐,很快發(fā)展至全身強(qiáng)直性驚厥發(fā)作,持續(xù)時(shí)間一般不超過(guò)1 min,SRS均可自行終止。
空白組未見(jiàn)抽搐發(fā)作,其余各組均有SRS發(fā)作,與模型組比較,各熄風(fēng)膠囊治療組SRS發(fā)作次數(shù)均低于模型組(P<0.05),且有隨劑量增大效果越好趨勢(shì),但組間比較沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。見(jiàn)表1。
表1 熄風(fēng)膠囊對(duì)致癇大鼠SRS的影響(±s)Tab.1 EffectsofXifengCapsuleonSRSinepilepticrats(±s)
表1 熄風(fēng)膠囊對(duì)致癇大鼠SRS的影響(±s)Tab.1 EffectsofXifengCapsuleonSRSinepilepticrats(±s)
注:與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
組別 動(dòng)物數(shù) SRS發(fā)作次數(shù)(次)空白組 6 0模型組 6 29.60±2.69*熄高組 6 15.73±1.58*#熄中組 6 17.07±2.40*#熄低組 6 18.60±2.16*#
4.2 免疫組化實(shí)驗(yàn)結(jié)果 光鏡(×200)下觀察,發(fā)現(xiàn)Nav1.1的免疫反應(yīng)物呈現(xiàn)棕褐色顆粒狀或者點(diǎn)狀免疫標(biāo)記。所有大鼠海馬CA1、CA3及齒狀回區(qū)分子層及顆粒層均可見(jiàn)深染的顆粒狀免疫反應(yīng)物,呈點(diǎn)片狀分布。致癇大鼠的神經(jīng)元和Nav1.1的表達(dá)變化主要發(fā)生在CA3區(qū),CA1區(qū)和DG區(qū)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)受累較少。
海馬CA3區(qū)免疫組化結(jié)果見(jiàn)圖1。空白組:顯示神經(jīng)元分布均勻且較密集,核呈圓形,可見(jiàn)小核仁。Nav1.1免疫反應(yīng)物廣泛分布于細(xì)胞的胞核和胞漿。模型組可見(jiàn)棕褐色區(qū)域減少,且變淡,說(shuō)明多灶狀神經(jīng)元明顯減少,且分布不均勻,以CA3區(qū)為重,證實(shí)該區(qū)域神經(jīng)元退變、壞死,Nav1.1在神經(jīng)元退變、壞死部位染色變淺,甚至消失;在變性、壞死的神經(jīng)元周?chē)恼=M織中染色增強(qiáng)。熄低組可見(jiàn)棕褐色區(qū)域明顯減少、變淡,證實(shí)大量神經(jīng)元退變、消失,殘存神經(jīng)元呈退行性改變;熄中組可見(jiàn)棕褐色區(qū)域部分減少、輕度變淡,證實(shí)神經(jīng)元部分退變、消失,數(shù)量不多;熄高組棕褐色區(qū)域稍變少,未見(jiàn)明顯變淡,證實(shí)少量神經(jīng)元退變、消失。中藥各治療組在變性、壞死的神經(jīng)元周?chē)恼=M織中染色增強(qiáng)不明顯。
對(duì)于Nav1.1的表達(dá)情況,見(jiàn)表2。CA1區(qū)與DG區(qū)Nav1.1蛋白的表達(dá)變化不明顯。CA3區(qū),與空白組比較,模型組的Nav1.1蛋白的表達(dá)水平上調(diào)(P<0.05);與模型組比較,各治療組的 Nav1.1 蛋白的表達(dá)水平均下調(diào)(P<0.05),各組相比較,隨熄風(fēng)膠囊劑量升高有減少趨勢(shì),但差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
圖1 Ⅰ型鈉通道α亞基(Nav1.1)蛋白在海馬各個(gè)區(qū)域的表達(dá)情況(×200)Fig.1 Expression of voltage-gated type I sodium channel α subunit protein(Nav1.1)in hippocampus of epileptic rats(×200)
表2 熄風(fēng)膠囊對(duì)氯化鋰-匹羅卡品致癇大鼠海馬Ⅰ型鈉通道α亞基蛋白表達(dá)的影響(x±s)Tab.2 Effect of Xifeng Capsule on the expression of voltage-gated type I sodium channel α subunit protein in hippocampus of epileptic rats induced by lithium chloride and pilocarpine(±s)
表2 熄風(fēng)膠囊對(duì)氯化鋰-匹羅卡品致癇大鼠海馬Ⅰ型鈉通道α亞基蛋白表達(dá)的影響(x±s)Tab.2 Effect of Xifeng Capsule on the expression of voltage-gated type I sodium channel α subunit protein in hippocampus of epileptic rats induced by lithium chloride and pilocarpine(±s)
注:與空白組比較,*P<0.05;與模型組比較,#P<0.05。
組別空白組模型組熄高組熄中組熄低組動(dòng)物數(shù)6 6 6 6 6 CA1區(qū) CA3區(qū) DG區(qū)0.210±0.000 0.210±0.000 0.210±0.000 0.202±0.008 0.235±0.008* 0.213±0.003 0.211±0.002 0.207±0.005# 0.208±0.014 0.210±0.001 0.210±0.002# 0.212±0.002 0.202±0.008 0.213±0.002# 0.197±0.013
哺乳動(dòng)物鈉離子通道是由1個(gè)α大亞基(260KD)和2個(gè)輔助β亞基(32-37KD)構(gòu)成的復(fù)合體,其中α亞基是鈉通道的功能性亞單位,分為9個(gè)亞型,即 Nav1.1-Nav1.9,其中 Nav1.1、Nav1.2、Nav1.3和Nav1.6表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)。編碼Na1.1的基因SCN1A與癲癇的關(guān)系密切[2]。電壓門(mén)控性鈉通道是細(xì)胞動(dòng)作電位產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),其開(kāi)放引起的去極化內(nèi)向電流是興奮性細(xì)胞產(chǎn)生動(dòng)作電位的關(guān)鍵[3],結(jié)構(gòu)和功能異常引起的活性改變是癲癇的病理基礎(chǔ)[4],因此調(diào)節(jié)鈉通道功能成為許多抗癲癇藥物的作用機(jī)制。
馬融教授提出癲癇病機(jī)為腎精虧虛,痰瘀阻絡(luò),治宜益腎填精、豁痰熄風(fēng),因此研制了熄風(fēng)膠囊。前期研究證實(shí)熄風(fēng)膠囊能夠降低致癇大鼠的SRS,有效抑制多藥耐藥相關(guān)蛋白1(MRP1)的過(guò)度表達(dá)[5],干預(yù)海馬顆粒細(xì)胞層及內(nèi)分子層P38和GAP的表達(dá),從而起到減輕海馬損傷的作用[6]。
Nav1.1在海馬CA1區(qū)、CA3區(qū)和DG區(qū)廣泛分布,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)致癇大鼠海馬CA1區(qū)和DG區(qū)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)基本正常,且Nav1.1變化不明顯,在CA3區(qū),模型組致癇大鼠神經(jīng)元變性、壞死明顯,Nav1.1在神經(jīng)元變性、壞死部位染色變淺,甚至消失,在變性、壞死神經(jīng)元周?chē)恼=M織中染色增強(qiáng)的表達(dá)特點(diǎn),證實(shí)致癇大鼠神經(jīng)元變性壞死,Nav1.1隨之丟失,導(dǎo)致周?chē)eF體神經(jīng)元上的Nav1.1反應(yīng)性增加,從而表現(xiàn)為Nav1.1的上調(diào),這種表達(dá)的上調(diào)可能直接參與了癲癇樣放電的發(fā)生[7-8]。
神經(jīng)元和Nav1.1的表達(dá)變化主要發(fā)生在CA3區(qū),CA1區(qū)和DG區(qū)神經(jīng)元結(jié)構(gòu)受累較少,說(shuō)明CA3區(qū)為主要損傷部位,這與前期研究一致[6]。其中,模型組可見(jiàn)CA3區(qū)神經(jīng)元退變、壞死,Nav1.1在神經(jīng)元退變、壞死部位染色變淺,甚至消失;而在熄風(fēng)膠囊治療組中,隨劑量增大,退變、消失的神經(jīng)元減少,提示熄風(fēng)膠囊對(duì)致癇大鼠海馬具有神經(jīng)保護(hù)作用,且與劑量成正相關(guān),這與前期研究一致[6],同時(shí)棕褐色區(qū)域減少程度減低,提示熄風(fēng)膠囊可以減少Nav1.1蛋白的丟失,這種表現(xiàn)與劑量成正相關(guān)。模型組中在變性、壞死的神經(jīng)元周?chē)恼=M織中染色增強(qiáng),而在中藥各治療組在變性、壞死的神經(jīng)元周?chē)恼=M織中染色增強(qiáng)不明顯,而且從定量分析來(lái)看,模型組Nav1.1的表達(dá)量增多,而各熄風(fēng)膠囊治療組去增加不明顯,提示熄風(fēng)膠囊可以減少神經(jīng)元壞死區(qū)域周?chē)=M織Nav1.1的表達(dá)上調(diào)。
本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明熄風(fēng)膠囊對(duì)致癇大鼠海馬Nav1.1蛋白的表達(dá)有減少神經(jīng)元壞死區(qū)丟失和周?chē)=M織上調(diào)的作用,結(jié)合光電鏡結(jié)果提示各治療組大鼠海馬神經(jīng)元的丟失情況均有不同程度的改善,因此本實(shí)驗(yàn)證實(shí)熄風(fēng)膠囊可能通過(guò)保護(hù)海馬神經(jīng)元,調(diào)節(jié)IE大鼠海馬神經(jīng)元Nav1.1的表達(dá),推測(cè)其可通過(guò)對(duì)鈉通道的抑制作用以降低神經(jīng)元細(xì)胞膜興奮性而發(fā)揮抗癲癇作用。