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背景和目的:癫痫(epilepsy,EP)是一组反复发作的大脑神经元异常放电所引起的短暂中枢神经系统(central nervous system,CNS)功能失常为特征的脑部慢性疾病。尽管大多数EP患者应用合理的抗癫痫药物(antiepileptic drugs,AEDs)能够得到良好的控制,但是仍有20-25%的癫痫患者对药物治疗耐药,被认为是难治性癫痫。颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)是临床最常见的难治性癫痫之一,其发病机制目前尚不十分清楚。近年来,海马轴突出芽和突触重建作为TLE突出的病理学特点受到了普遍关注,海马苔藓纤维出芽(mossy fiber sprouting,MFS)作为TLE海马可塑性改变的最主要特征,更是受到了特别的重视。苔藓纤维为海马齿状回颗粒细胞发出的轴突,正常情况下终止于CA3区锥体细胞和门区神经元,在相关区域形成密集的网络。长期的癫痫发作可诱发海马出现MFS和突触重建等神经可塑性改变。目前研究认为,在TLE形成过程中,海马MFS和突触重建能在海马结构内形成异常的突触联系,建立异常高兴奋性神经环路,导致大脑兴奋性增强,引起癫痫反复发作,进而形成难治性癫痫。促发癫痫后海马轴突出芽和突触重建的细胞和分子机制尚不清楚。存在于成年高等脊椎动物CNS的轴突生长抑制蛋白可限制损伤后轴突再生和结构可塑性。Nogo-A作为一个髓鞘来源的轴突生长抑制蛋白,大部分表达于成年高等脊椎动物CNS的少突胶质细胞。NgR是Nogo-66(Nogo-A的一个跨膜片段)的特异受体,属轴突糖基磷脂酞肌醇锚定蛋白,遍布成年和成熟期高等脊椎动物CNS神经元胞体和轴突。成年CNS损伤后,少突胶质细胞表面的Nogo-A与轴突上的NgR结合可导致CNS轴突生长锥的塌陷收缩从而发挥抑制轴突再生和轴突生长导向作用,进而参与CNS损伤后功能性神经回路重建过程。Nogo-A和NgR在成年动物海马内有广泛表达,但是尚不清楚Nogo-A和NgR是否参与促发TLE海马轴突出芽和突触重建。目前,在TLE动物模型和TLE患者中进行Nogo-A和NgR表达变化的研究较少,且结论尚不一致。本研究中,我们首先观测戊四氮(pentylenetetrazole,PTZ)点燃成年大鼠海马Nogo-A和NgR动态表达变化,进而探讨Nogo-A和NgR在TLE海马异常轴突出芽和突触重建中的作用。材料与方法:36只成年健康雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠随机分为实验组(PTZ,35mg/kg,腹腔注射,每日1次)20只和正常对照组(生理盐水3.5ml/kg,腹腔注射,每日1次)16只。根据Racine痫性发作分级法,观察并记录每次PTZ或生理盐水注射后1小时大鼠行为学变化。当实验组大鼠痫性发作达到Ⅱ级左右或点燃标准时,大鼠被麻醉后处死,实验组和正常对照组按照这两个时间点等分为两个亚组。大鼠临死前描记脑电图。采用免疫组织化学方法测定每个时间点各组大鼠海马结构内Nogo-A和NgR的表达水平。实验数据用均数±标准((?)±s)表示,使用SPSS10.0统计软件进行统计学处理。多组间比较采用单因素方差分析,两组间比较应用q检验,设定a=0.05为显著性水准。结果:(1)癫痫行为学观察及脑电图描记:第2周时,实验组大鼠的痫性发作级别约为2级,第4周时达到点燃标准。第2周和第4周时,实验组大鼠脑电图描记可见多量的高波幅的棘波、尖波及其棘慢或尖慢综合波发放。正常对照组大鼠行为及脑电图均正常。(2)Nogo-A和NgR的表达:正常对照组大鼠海马的白质广泛表达Nogo-A,并且在海马CA1及CA3区的锥体细胞层和门区的多形细胞层可见相当多的Nogo-A阳性神经元。NgR广泛表达在正常对照组大鼠海马CA1区及CA3区的锥体细胞层、齿状回颗粒细胞层和门区多形细胞层的神经元上。实验组大鼠海马Nogo-A及其受体NgR的表达模式与对照组相比没有变化。第2周和第4周时,实验组大鼠海马齿状回内分子层、门区多形细胞层及海马CA3区Nogo-A的阳性免疫反应与正常对照组相比较均有显著减弱(P均<0.01),与此同时,实验组大鼠海马齿状回颗粒细胞层、门区多形细胞层及海马CA3区锥体细胞层表达NgR的神经元与正常对照组相比较均有显著减少(P均<0.01)。各个时间点实验组大鼠海马CA1区Nogo-A及其受体NgR的表达水平与正常对照组相比没有显著差异(P均>0.05)。结论:(1)齿状回内分子层Nogo-A表达下调以及齿状回颗粒细胞层NgR表达下调可能是TLE海马MFS至齿状回内分子层的分子学机制之一。(2)海马门区和CA3区Nogo-A及其受体NgR表达下调可能参与了TLE海马门区CA3区的轴突出芽和突触重建过程。