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惊厥阈下电刺激诱发大鼠发作间痫样放电致认知功能障碍时相关神经生物学改变
目的:探讨发作间痫样放电致大鼠认知行为障碍时的相关神经生物学改变.方法:实验于2001-1/2003-12在第三军医大学大坪医院及成都军医总医院完成.选择6～7周龄雄性Wistar大鼠241只,成组设计随机分为海马点燃组(n=62),电极对照组(n=58),正常对照组(n=56)及发作间痫样放电组(n=65).将大鼠用2%戊巴比妥钠腹腔麻醉后,固定于立体定向仪上,暴露颅顶骨,按Pllegrino大鼠脑图谱确定海马CA1区双极漆包不锈钢刺激电极埋植部位,海马快速电点燃模型电刺激参数为波宽1 ms、频率15 Hz、串长10 s、刺激强度400 μA、串隔5 min,恒流、单向方波,刺激40次.发作间痫样放电大鼠在海马快速电点燃后13 d再次阈下电刺激,电刺激参数为波宽1 ms、频率25 Hz、串长10 s、刺激强度100 μA、串隔7 min,恒流、单向方波,刺激15次.电极对照组于海马CA1区埋植电极,不给予电刺激.于电点燃后1,7,14 d分三次取各组大鼠8只,麻醉断头处死后分离双侧海马,常规方法制备105～107/mL的细胞悬液及胞浆蛋白,采用荧光探针标记法及流式细胞仪分别定量观测大鼠海马细胞内游离钙含量与钙调素相对活性平均通道荧光的变化,采用蛋白质免疫印迹法检测海马组织总钙调素、钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱα与钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅳ表达的动态变化规律.采用SPSS 9.0软件进行单因素或双因素方差分析,以及各组均数的小显著差值法和Tamhane's T 2检验.结果:实验过程中发作间痫样放电组、海马点燃及电极对照组分别有9、6、2只大鼠因电极脱落而被剔除实验,进入结果分析224只.①海马细胞内游离钙浓度变化:电点燃后1 d海马点燃组及发作间痫样放电组大鼠海马细胞内游离钙浓度明显高于对照组及电极对照组[(659.2±134.3,684.6±138.5)nmol/L,( 209.6±40.1,221.5±43.1)nmol/L,(P＜0.01)],14 d时发作间痫样放电组大鼠再次明显高于其他三组[(435.1±87.1)nmol/L,(194.9±38.3,215.1±42.0, 218.7±42.9)nmol/L,(P＜0.011)].②海马细胞内游离钙调素平均通道荧光改变:电点燃后1 d海马点燃组及发作间痫样放电组大鼠海马细胞内游离钙调素平均通道荧光明显低于正常对照组及电极对照组[(1.16±0.28,1.26±0.31),(3.35±0.82,3.38±0.83),(P＜0.01～0.05)],14 d时与其他三组比较发作间痫样放电组大鼠再次降低[(2.36±0.58),(3.08±0.74,3.61±0.88,3.20±0.76),(P＜0.05)].③海马钙调素、钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱα及钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅳ免疫印迹检测结果:电点燃后1 d海马点燃组及发作间痫样放电组大鼠海马钙调素、钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅳ校正吸光度值均较对照组及电极对照组表达明显增高(P＜0.01),14 d时发作间痫样放电组大鼠再次明显增高(P＜0.01～0.05).而电点燃后1 d海马点燃组及发作间痫样放电组大鼠钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱα校正吸光度值则较对照组及电极对照组明显减少(P＜0.01),14 d时发作间痫样放电组大鼠再次明显降低(P＜0.01～0.05).结论:惊厥阈下电刺激诱发实验大鼠发作间痫样放电所致认知行为异常的同时,亦同步引发了海马细胞内游离钙浓度短期明显增高,海马细胞内游离钙调素平均通道荧光明显降低,伴有明显的海马细胞钙/钙调素依赖性蛋白激酶信号途径调控紊乱,这对发作间痫样放电所致情感行为异常及学习记忆障碍可能有重要意义.
关键词： 电刺激 钙/钙调素依赖性蛋白激酶 海马 认知 神经生物学 -
发作间癎样放电致大鼠海马CaMKIV/CREB信号途径紊乱研究
目的 探讨癫癎性情感行为障碍与认知功能受损的神经生物学机制.方法 在海马电点燃及发作间癎样放电(IED)动物模型基础上,将64只Wistar大鼠随机分为IED、海马点燃、电极对照和正常对照4组(每组n ＝16).采用蛋白质免疫印迹法动态观测实验动物海马Ca2+/CaM依赖性蛋白激酶IV(CaMKIV)与核转录因子cAMP反应元件结合蛋白(CREB) 介导的核转录途径的变化规律.结果 电点燃后1 d,IED组与海马点燃组大鼠海马CaMKIV [2组值分别为(2.97±0.88)和(3.06±0.92)]与CREB[(4.23±1.25)和(3.09±0.93)]、磷酸化CREB[pCREB,(3.39±0.97)和(2.92±0.86)]及CREB结合蛋白[CBP,(2.82±0.82)和(3.35±0.98)]表达均较电极对照及正常对照组增高[电极对照组CaMKIV、CREB、pCREB与CBP表达分别为(0.92±0.27)、(1.15±0.34)、(1.07±0.32)与(0.96±0.28);正常对照组分别为(0.89±0.26)、(1.06±0.31)、(1.24±0.35)与(1.04±0.31)],差异具有显著性(P＜0.01).14 d时IED组大鼠再次明显增高[CaMKIV、CREB、pCREB及CBP分别为(2.65±0.78)、(3.96±1.15)、(3.95±1.15)及(4.59±1.34)],与海马点燃组及两对照组相比,差异具有显著性(P＜0.05).结论 IED所致海马CaMKIV/CREB信号途径较长时间的激活,在痫样放电引发的长时程情感行为异常与学习和记忆能力受损中可能有重要意义.
关键词： 癎样放电 钙/钙调素依赖性蛋白激酶 cAMP反应元件结合蛋白 转录因子 认知功能
