γ-氨基丁酸在新生大鼠缺氧后癫痫易感性升高中作用的机制研究

来源 :广州医学院 广州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mulu911
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新生儿缺氧常导致癫痫发作,且使患儿成年后对致痫因素的敏感性升高。癫痫的产生是由于神经元兴奋性作用的增强或抑制作用的减弱或者两者兼而有之。γ-氨基丁酸(γ-amino butylic acid, GABA)是中枢神经系统内主要的抑制性神经递质,其抑制作用的减弱或缺乏是癫痫发生的重要原因之一。我们的前期实验发现新生大鼠缺氧诱导癫痫发作后第7d及第14d时海马CA1区及DG区GABA合成过程中的限速酶谷氨酸脱羧酶(glutamate decarboxylase, GAD)免疫阳性神经元数量较对照组明显减少,证实中枢神经系统内主要的抑制性神经递质GABA在新生大鼠缺氧后癫痫易感性升高中起作用,但其作用机制尚未明确。小白蛋白(parvalbumin,PV)是钙结合蛋白超家族中的一种,在中枢神经系统中,PV神经元分布与GABA能神经元的分布具有很高的一致性,被视为GABA能神经元的亚群。PV因其能缓冲Ca2+而保护神经元对抗兴奋性钙超载。目前国内外普遍认为过度的Ca2+内流是导致细胞缺氧性损伤的关键因素。缺氧后,兴奋性神经元被激活,促进了细胞的Ca2+内流,对细胞起毒性损害作用,抑制性神经元则抑制Ca2+内流,对细胞起保护作用。海马组织的兴奋阈值很低,是癫痫易感脑区之一。本研究选用新生大鼠缺氧诱导痫性发作模型,通过蛋白免疫印迹法检测大鼠海马组织中GAD的含量进一步证实缺氧诱导痫性发作后大鼠海马组织中GAD含量的改变;通过免疫组织化学反应和蛋白免疫印迹法检测大鼠脑海马组织中PV神经元的数量和和含量;通过流式细胞仪检测海马神经元内Ca2+荧光强度,观察大鼠早期发育过程中及缺氧诱导痫性发作后不同时间点及不同海马区域中PV表达量的改变和不同时间点海马神经元内Ca2+荧光强度的改变,分析GAD、PV及细胞内Ca2+之间的关系,探讨GABA在新生大鼠缺氧后癫痫易感性升高中的作用机制。材料和方法:选用新生10d SD大鼠,分成对照组与缺氧组。对照组又分为:对照1d组(C1d)、对照3d (C3d)组、对照7d组(C7d)和对照14d (C14d)组。缺氧组又分为:缺氧后1d (H1d)、缺氧后3d组(H3d)、缺氧后7d组(H7d)和缺氧后14d组(H14d)。缺氧组采用改良的新生大鼠缺氧诱导痫性发作模型,在34℃恒温的缺氧箱内,用恒温34℃的含5%O2的混合气体进行缺氧。缺氧过程中对大鼠进行行为学评分(采用经典的Racine标准),评分达到45级为入组标准。每组均在规定的时间处死大鼠,取脑后行冰冻切片,选取典型的海马区脑片,用作Nissl染色及检测PV的免疫组织化学反应,提取大鼠海马组织蛋白进行western blot,检测GAD及PV的表达,采用急性细胞分离方法分离海马组织,通过流式细胞仪检测海马神经元内Ca2+荧光强度。结果:1、Nissl染色结果显示各对照组海马区域细胞排列紧密,形态结构正常;各缺氧组海马区域细胞形态结构完整,未见细胞死亡。2、免疫组织化学反应显示对照组PV免疫阳性神经元数量在CA1区、CA3区及DG区均从C3d开始增加,并持续至C14d。缺氧后7d,海马CA1区、CA3区及DG区PV免疫阳性神经元数量均明显减少,至缺氧后14d,PV免疫阳性神经元数量较前增加,但并未恢复至正常水平。3、大鼠海马GAD神经元与PV神经元的发育趋势基本一致,生后2周是它们发育的高峰期。缺氧后7d及14d,海马GAD神经元与PV神经元的数量均减少。4、免疫蛋白印迹显示大鼠早期发育过程中海马GAD和PV的含量从C3d开始增高,并持续至C14d,缺氧后3d,海马GAD的含量开始减少,至缺氧后7d及14d,GAD的含量明显减少,而海马PV的含量在缺氧后3d较对照组增加,至缺氧后7d及14d,PV的含量明显减少。5、流式细胞仪检测神经元内海马神经元内Ca2+荧光强度结果显示各对照组海马神经元内Ca2+荧光强度差异无统计学意义(P=0.052),不同时间点各缺氧组海马神经元内Ca2+荧光强度较相同时间点对照组明显增加。H1d组细胞内Ca2+荧光强度较H3d组及H7d组明显升高,H14d组细胞内Ca2+荧光强度较H3d组明显升高。结论:1、新生大鼠缺氧诱导痫性发作后未发现海马区域的急性或迟发性细胞死亡。2、在大鼠早期发育过程中,海马各区域GAD神经元及PV神经元的表达呈进行性增加趋势,在生后2周存在一个发育高峰。3、PV神经元的损伤及含量的减少是GABA在缺氧导致新生大鼠癫痫易感性升高中起作用的机制之一。4、缺氧后海马神经元内Ca2+荧光强度增加,Ca2+过度内流导致细胞内钙超载。
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