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海马电刺激-钠通道电流

项目1(贵州省优秀教育科技人才省长专项资金)

海马电刺激对耐药性癫痫大鼠脑组织GABA浓度及其受体的影响

伍国锋 洪 震  任思颖 王丽琨等

贵州省癫痫病诊疗中心 贵阳医学院神经病学教研室(贵阳,550004)

药物耐受是癫痫治疗中的重大挑战,尽管开发了多种新型抗癫痫药物并在治疗中取得了明显进步,但仍有20%-30%的癫痫患者在接受适当的药物治疗后依然存在癫痫发作从而被认为是耐药性癫痫。随着脑深部刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)在治疗运动障碍性疾病和慢性疼痛领域中的广泛应用,其在治疗耐药性癫痫方面的作用日益受到重视。然而,虽然脑深部电刺激治疗耐药性癫痫取得了明显进步,多项实验研究以及临床试验都报道海马刺激对颞叶耐药性癫痫患者安全有效,但目前尚不清楚海马电刺激治疗耐药性颞叶癫痫的确切机制。

  从耐药性颞叶癫痫患者切除的脑组织也证实致痫病灶内GABA能细胞的丢失以及颞叶脑组织内GABA含量减少[42, 43]GABA能神经细胞可以抑制并阻止动物模型的癫痫发作,多种抗癫痫药物通过从不同环节提高脑组织内GABA含量来发挥作用[39, 44],富含GABA能神经元的胎儿组织移植到相关核团后可以阻止癫痫发作和自发性癫痫的形成,表现为后放电阈值增高、癫痫发作程度降低。这些研究结果均提示GABA含量减少与癫痫发生及耐药性癫痫的形成密切相关。多项研究结果表明抑制性神经递质GABA及其受体的含量减少或功能减弱在耐药性癫痫形成过程中发挥重要作用,恢复该递质系统的功能则有可能达到控制耐药性癫痫的目的。

本研究选用Wistar大鼠只制作慢性杏仁核点燃癫痫模型,模型制作成功后用经典抗癫痫药苯妥英钠和苯巴比妥进行筛选,根据癫痫大鼠对药物的反应区别出耐药癫痫大鼠及药物敏感大鼠用于下列实验:1)用微透析方法收集脑组织细胞外液,采用高效液相色谱法检测海马电刺激后GABA含量的变化;2)用免疫组织化学方法观察海马电刺激后脑组织内GABA(A)GABA(B)受体表达的变化;3)用荧光定量PCR方法观察海马电刺激后GABA(A)GABA(B)受体mRNA表达的变化。

预期结果:海马电刺激可以增加耐药性颞叶癫痫大鼠脑细胞外液GABA浓度,增加脑组织GABA(A)GABA(B)受体的含量,增加GABA(A)GABA(B)受体mRNA的表达,这可能是海马电刺激治疗耐药性颞叶癫痫的机制之一。

项目2(贵州省高层次人才科研特助经费)

海马电刺激对耐药性癫痫大鼠脑组织突触囊泡蛋白2及脑细胞

钠通道电流的影响

伍国锋 洪 震  任思颖 王丽琨等

贵州省癫痫病诊疗中心 贵阳医学院神经病学教研室(贵阳,550004)

癫痫是神经系统常见病多发病,也是难治性疾病。尽管开发了多种新型抗癫痫药物并在治疗中取得了明显进步,但仍有20%-30%的癫痫患者在接受适当的药物治疗后依然存在癫痫发作从而被认为是耐药性癫痫,由于癫痫反复频繁发作药物难以控制,最终使受累人群丧失劳动能力,给家庭和社会带来严重经济负担。对于难治性癫痫,部分患者可以通过手术切除病灶的方式获得控制,但很多患者多发并且在重要功能区,难以通过手术治疗。

随着脑深部刺激(Deep Brain Stimulation, DBS)在治疗运动障碍性疾病和慢性疼痛领域中的广泛应用,其在治疗耐药性癫痫方面的作用日益受到重视,临床试验表明急性或亚急性海马刺激可以明显减少耐药性颞叶癫痫的发作频率。至今为止,共有几个研究小组观察了电刺激海马对于耐药性颞叶癫痫患者的疗效,绝大多数患者癫痫发作频率减少50%,实际上很多患者癫痫发作完全停止或癫痫发作频率减少90%以上。然而,虽然脑深部电刺激治疗耐药性癫痫取得了明显进步,多项实验研究以及临床试验都报道海马刺激对颞叶耐药性癫痫患者安全有效,但目前尚不清楚海马电刺激治疗耐药性颞叶癫痫的确切机制。

既往研究表明,耐药性癫痫的形成与钠离子通道对抗癫痫药敏感性降低有关,提示在耐药性癫痫患者脑组织中,钠离子通道的活性升高,因此降低该通道活性有望控制癫痫发作。动物实验研究及临床试验均表明,急性或亚急性海马电刺激可以降低后放电波幅,使得后放电潜伏期延长、阈值增高而持续时间缩短,,明显减少耐药性颞叶癫痫的发作频率、缩短发作时间但目前尚不清楚海马电刺激治疗耐药性颞叶癫痫的确切机制。在耐药性癫痫患者脑组织内,钠通道对抗癫痫药物的敏感性降低从而导致癫痫治疗归于失败[8, 23, 24],而在脑深部电刺激治疗难治性癫痫中,可能的机制之一是电刺激通过去极化阻滞以及钠通道失效从而使得电极周围的神经元失活,但目前实验资料尚不多,有待于进一步探讨,本实验将对此进行观察。

另外,难治性癫痫的形成与抑制性神经递质GABA释放障碍有关,控制该递质释放的物质为突触囊泡蛋白2(synaptic vesicle protein 2,SV2),抗癫痫新药左乙拉西坦作用位点则为SV2A,既往研究表明,电刺激后GABA释放增加,是否通过SV2A实现GABA的增加目前还不清楚。

本研究从慢性杏仁核点燃模型中筛选出耐药性癫痫大鼠为实验对象,采用膜片钳制技术探讨海马电刺激治疗耐药性癫痫的机制。首先建立杏仁核点燃癫痫模型,然后用经典抗癫痫药苯妥因钠和苯巴比妥进行处理,根据癫痫大鼠对抗癫痫药的反应筛选出耐药性颞叶癫痫模型,然后对该模型进行亚急性海马电刺激,观察海马电刺激的疗效以及突触囊泡蛋白2的变化,刺激结束后处死动物,快速取出大脑分离海马结构,制作脑片,以钠离子通道激活曲线、失活曲线、电流-电压曲线、失活后恢复曲线等为观察指标,探讨海马电刺激对脑细胞钠通道电流活性的影响,从而为海马电刺激治疗耐药性颞叶癫痫提供理论依据。