抑黑素对癫痫模型大鼠海马区GluR2表达及认知功能的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.27.012

摘要/Abstract

摘要：

背景：目前研究数据显示癫痫患者常伴有认知障碍等并发症，近年来研究表明抑黑素对癫痫起抑制作用，但其机制不明。
目的：探讨抑黑素对癫痫模型大鼠认知功能及海马区GluR2表达的影响，进而研究抑黑素抗癫痫的作用机制。
方法：采用氯化锂-皮罗卡品诱导构建慢性癫痫大鼠模型，分别腹腔注射适量的生理盐水和抑黑素进行对比观察，并设置对照组。
结果与结论：造模后第4，6周，癫痫+抑黑素组大鼠海马区GluR2表达量高于癫痫组(P < 0.05)；造模后第4，6周，对照组及癫痫+抑黑素组大鼠海马CA1区突触膜蛋白中GluR2的表达量高于癫痫组(P < 0.05)；造模5 d后，与癫痫组和癫痫+生理盐水组相比，癫痫+抑黑素组大鼠的逃避潜伏期、运行时间、主动回避潜伏期、被动回避潜伏期都显著降低(P < 0.05)，正确率和主动回避次数显著增高(P < 0.05)。结果证实，抑黑素能够通过上调癫痫模型大鼠海马CA1区突触膜上GluR2的表达来改善其认知功能损害。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

关键词: 实验动物, 脑及脊髓损伤动物模型, 动物模型, 抑黑素, 癫痫, 认知功能, GluR2, 癫痫大鼠模型, 放电次数, 体质量, 癫痫发作, 海马区, 海马CA1区突触膜蛋白, 神经

Abstract:

BACKGROUND: Current research data have shown that patients with epilepsy are often accompanied by complications such as cognitive impairment. Recent studies have demonstrated that melatonin has an inhibitory effect on epilepsy, but its underlying mechanism is unknown.
OBJECTIVE: To investigate the effects of melatonin on the cognitive function and GluR2 expression in the hippocampus of rat models of epilepsy, and further study the mechanism of melatonin against epilepsy.
METHODS: Rat models of chronic epilepsy were established by intraperitoneal injection of lithium chloride-pilocarpine, and intraperitoneally injected with sufficient amount of physiological saline and melatonin respectively. Control group was set for observation.
RESULTS AND CONCLUSION: At 4 and 6 weeks after modeling, the GluR2 expression level in the hippocampus of rats in the epilepsy + melatonin group was significantly higher than that in the epilepsy group (P < 0.05); the GluR2 expression level in the synaptic membrane of hippocampal CA1 region of rats in the control and
epilepsy + melatonin groups was significantly higher than that in the epilepsy group (P < 0.05). At 4 days after modeling, compared with epilepsy group and epilepsy + physiological saline group, the escape latency, operation time, active avoidance latency, passive avoidance latency of rats in the epilepsy + melatonin group were significantly decreased (P < 0.05), the correct rate and active avoidance number were significantly increased (P < 0.05). These results demonstrate that melatonin can improve the cognitive function of rat models of epilepsy by up-regulating the expression of GluR2 in the synaptic membrane of hippocampal CA1 region.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植；肝移植；移植；心脏移植；组织移植；皮肤移植；皮瓣移植；血管移植；器官移植；组织工程

Key words: Tissue Engineering, Epilepsy, Cognition, Hippocampus

中图分类号:

R318

徐妍，田子良，庞斌. 抑黑素对癫痫模型大鼠海马区GluR2表达及认知功能的影响[J]. 中国组织工程研究, doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2015.27.012.

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引言

材料方法

讨论

实验结果发现，采用抑黑素干预癫痫模型大鼠后，大鼠每分钟平均放电次数、发作次数及持续时间均降低，且体质量增加。这些结果表明抑黑素能够显著改善癫痫大鼠的癫痫症状；另外，通过Moriss水迷宫测试和穿梭箱试验可以看出，癫痫+抑黑素组大鼠的逃避潜伏期、运行时间、主动回避潜伏期、被动回避潜伏期都显著低于癫痫组和癫痫+生理盐水组，正确率和主动回避次数显著高于癫痫组和癫痫+生理盐水组，可见抑黑素也能够显著改善癫痫大鼠的认知功能损伤，可能是通过改善相关因素或者提高减少癫痫自发率作用，这种保护作用的机制有待实验进一步的研究。实验结果排除抑黑素对癫痫自发性的影响，显示抑黑素能够显著改善认知障碍，也说明抑黑素不是通过减少癫痫的发作率来保护癫痫模型小鼠的认知功能。
实验利用分子生物学方法进一步探究抑黑素干预后GluR2在突触膜中的表达量。实验发现癫痫模型大鼠海马区GluR2的表达量随时间降低，且在4周最明显。而抑黑素干预后，癫痫大鼠海马区及CA1区突触膜蛋白中GluR2的表达量上升。实验认为抑黑素对认知的保护作用可能与CA1区突触膜上GluR2表达量的增加有关，抑黑素能够增强GluR2在海马区的表达，这与抑黑素能够改善癫痫大鼠的认知功能损伤相关。给药抑黑素后，癫痫模型大鼠海马区GluR2的表达量上升，使癫痫大鼠记忆增强，从而改善癫痫大鼠的认知功能。提示抑黑素主要通过增强癫痫大鼠海马区CA1突触膜上GluR2的表达量发挥抗癫痫的作用。
本次实验主要通过建立癫痫大鼠模型来研究抑黑素对癫痫的作用机制，为癫痫的临床治疗提供了新思路，并对抑黑素在癫痫治疗中的作用提供了可靠的依据。实验使用的氯化锂-皮罗卡品慢性典型大鼠模型是目前动物实验中常见的癫痫模型，已经经过多年的研究验证，具有较高的稳定性，且使用其进行癫痫的相关实验均取得了较好的成果，得到了国内外学者的一致认可。本次实验在制作模型时考虑到大鼠的体质量及其耐受力，将各种药物的剂量减少了1/3，并将其重复注射次数最大限度设为5次，可以有效提高大鼠模型的质量。
综上所述，抑黑素能够降低癫痫大鼠每分钟平均放电次数、发作次数及持续时间，并且增加GluR2在海马区总蛋白及海马CA1区突触膜蛋白中的表达量。结果表明，抑黑素能够改善癫痫模型大鼠的认知功能损害，且这种作用是由于褪黑素能够增加癫痫模型大鼠海马CA1区突触膜上GluR2蛋白的表达量。但是由于本次实验中所使用的样本量较少，所得出的结论虽然与以往的研究大体一致，但是其可靠性还需要通过在以后的实验中使用大量样本来证实。

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