張小芬，俸軍林

（桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣西桂林541001）

神經(jīng)肽Y與癲癇的研究進(jìn)展

張小芬，俸軍林*

（桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，廣西桂林541001）

癲癇是神經(jīng)系統(tǒng)常見病，其發(fā)病機(jī)制及病理生理學(xué)過程極為復(fù)雜，影響因素頗多。神經(jīng)肽Y（Neuropeptide Y，NPY）是神經(jīng)系統(tǒng)中含量最多的肽類之一，隨著神經(jīng)生物學(xué)的發(fā)展，NPY的研究取得了重大進(jìn)展，許多研究結(jié)果表明NPY與癲癇密切相關(guān)，本文就NPY與癲癇研究進(jìn)展做一綜述。

神經(jīng)肽Y；受體；癲癇

癲癇是慢性反復(fù)發(fā)作性短暫腦功能失調(diào)綜合征，是神經(jīng)系統(tǒng)疾病中僅次于腦卒中的第二大常見病，其發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，且現(xiàn)有抗癲癇藥物治療效果不佳。近年來神經(jīng)生物學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重大突破是神經(jīng)肽的研究取得了重大的進(jìn)展，目前許多研究發(fā)現(xiàn)NPY與癲癇有著密切的關(guān)系。

1 NPY及其受體概況

NPY是Tatemoto于1982年從豬腦中提取出來的一種含36個(gè)氨基酸的神經(jīng)肽，大腦皮層、海馬、丘腦及下丘腦為其主要分布區(qū)。由于其在海馬中表達(dá)最多，同時(shí)海馬尤其是腹側(cè)海馬是癲癇的敏感區(qū)域，因此NPY可能與癲癇有一定相關(guān)性。

NPY受體亞型共有6種，分別為Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6，皆為G蛋白的耦聯(lián)受體。人類和嚙齒類動(dòng)物海馬的始層和輻射層為Yl、Y2和Y3受體主要分布區(qū)，其中以Y2受體最為重要。Parker等[1]研究了Y1、Y2、Y4、Y5受體在大鼠海馬中的表達(dá)，結(jié)果以Y5 mRNA的表達(dá)最多，Y2 mRNA的表達(dá)為其次，Y4 mRNA的表達(dá)最少。通過這些受體在海馬中表達(dá)方式的差異，可知它們的作用不同。

研究表明，NPY具有多方面的生物學(xué)作用，已知其與焦慮情緒、記憶、認(rèn)知、血壓的調(diào)節(jié)、心血管的節(jié)律及攝食行為等密切相關(guān)[2]。另外，在神經(jīng)元興奮性尤其是在中間神經(jīng)元的釋放方面，NPY也發(fā)揮著極其重要的作用[3]。研究顯示，NPY減少突觸的發(fā)生是通過減少突觸前Ca2+的流入來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)有研究結(jié)論傾向于NPY抑制癇性電的釋放是通過Y2受體的活化來實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)一步研究表明，神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)中突觸前末端的N型鈣離子流及海馬腦片培養(yǎng)中突觸前末端的其他類型的鈣離子流均能被NPY抑制[4]。

2 NPY與癇性發(fā)作

2.1 癇性發(fā)作與NPY神經(jīng)元及免疫反應(yīng)性的變化大量研究表明，在各種癲癇動(dòng)物模型中齒狀回內(nèi)NPY免疫反應(yīng)性（NPY immunoreactivity,NPY-IR）神經(jīng)細(xì)胞都受到不同程度的損傷，尤其在門部出現(xiàn)NPY神經(jīng)細(xì)胞的大量減少。此外，為了觀察NPY神經(jīng)元的變化，研究人員切取了癲癇患者的海馬組織進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)NPY神經(jīng)元在原發(fā)性顳葉癲癇患者的海馬組織內(nèi)大量缺失，同時(shí)它在腫瘤相關(guān)顳葉癲癇患者海馬中限制著癲癇的敏感性[5]。作為癲癇發(fā)作時(shí)的易損神經(jīng)元，NPY神經(jīng)元受到應(yīng)激后可出現(xiàn)部分腦區(qū)的NPY-IR相應(yīng)增強(qiáng)。研究發(fā)現(xiàn)，紅藻氨酸（Kainic acid，KA）誘導(dǎo)癲癇的模型于注藥后30～60 d，可看到一條清晰的NPY-IR帶出現(xiàn)在海馬的內(nèi)分子層，NPY-IR在電驚厥刺激時(shí)也可增強(qiáng)，尤以海馬區(qū)變化最明顯[6]。

2.2 癇性發(fā)作后NPY表達(dá)的變化癲癇發(fā)作后在NPY-IR增強(qiáng)的同時(shí)細(xì)胞內(nèi)NPY-mRNA的表達(dá)也增多。在KA誘導(dǎo)癲癇的模型中，于注藥后12～24 h齒狀回區(qū)NPY mRNA的含量顯著增多，同時(shí)CAI區(qū)NPYmRNA的含量中度增多，48 h后齒狀回區(qū)NPY mRNA仍有表達(dá)。至于癲癇時(shí)NPY mRNA含量增多的原因，Kang等[7]認(rèn)為NPY基因在正常情況下是不表達(dá)的，當(dāng)癲癇發(fā)作時(shí)，跨突觸刺激可通過激活機(jī)體的自我保護(hù)機(jī)制使該基因表達(dá)，從而使NPY mRNA的含量增多。同時(shí)有資料顯示，在癲癇發(fā)作后海馬中NPY的釋放量也是增高的，尤其是在海馬齒狀回區(qū)和CAI區(qū)。研究結(jié)果顯示，增加海馬的急性電活動(dòng)時(shí)，可觀察到NPY在中間神經(jīng)元中表達(dá)的增加及其在齒狀回顆粒細(xì)胞層內(nèi)的異位表達(dá)[8]。Tu等[9]研究發(fā)現(xiàn)將KA注射至一側(cè)海馬后，對(duì)側(cè)海馬齒狀回的顆粒細(xì)胞層和苔蘚纖維中NPY-IR增強(qiáng)，這一研究同樣說明顆粒細(xì)胞層中NPY的表達(dá)可被癇樣活動(dòng)激發(fā)。關(guān)于癲癇發(fā)作后NPY釋放量增加的意義，有實(shí)驗(yàn)表明，NPY表達(dá)水平的升高可導(dǎo)致癇性發(fā)作易感性的降低[10]。

3 神經(jīng)肽Y及其受體在抗癲癇中的作用

3.1 神經(jīng)肽Y在抗癲癇中的作用大量研究均顯示，通過促進(jìn)NPY釋放或給予外源性NPY、選擇性NPY受體激動(dòng)劑，都能明顯緩解各種癲癇的癥狀，減少癇樣放電的頻率、持續(xù)時(shí)間等，表明NPY具有明顯的抗癲癇作用。Baraban等[5]將大鼠的NPY基因剔除后，發(fā)現(xiàn)其可縮短KA所致癇性發(fā)作的潛伏期，且KA注射后大鼠死亡率顯著高于對(duì)照組。同時(shí)于KA注射前往大鼠腦室注入NPY，則其死亡率顯著降低。為了進(jìn)一步證實(shí)外源性NPY的抗癲癇作用，Woldbye等[11]先向大鼠腦室中分別注入NPY及其類似物（Leu31pro34-NPY、PYY、NPY3-36、HUMANpp），然后行KA腹腔內(nèi)注射。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與單純KA致癇的大鼠相比，NPY均能在一定程度上抑制癲癇活動(dòng)。最近的研究結(jié)果表明，NPY在大鼠海馬中持久的過度表達(dá)能延遲點(diǎn)燃癲癇[12]。另外，研究人員發(fā)現(xiàn)在印防己毒素模型、Omg2+模型及連續(xù)刺激發(fā)作模型（STIB）這三種癲癇大鼠模型中，外源性NPY均能抑制大鼠海馬內(nèi)的同步化興奮性放電[13]。同時(shí)，有研究表明將NPY緩慢注人癲癇灶海馬中能延遲海馬點(diǎn)燃癲癇的進(jìn)展，相反，抗NPY抗體對(duì)海馬點(diǎn)燃卻有加重效應(yīng)[14]。Kang等[7]認(rèn)為海馬內(nèi)NPY缺失是導(dǎo)致癲癇發(fā)作的因素之一，同時(shí)機(jī)體也能通過NPY mRNA的表達(dá)來抑制癇性發(fā)作。除此之外，NPY還能抑制多種遞質(zhì)的釋放，包括抑制海馬內(nèi)谷氨酸遞質(zhì)的釋放而阻止癲癇的繼續(xù)發(fā)生。還有研究發(fā)現(xiàn)，短暫的癲癇發(fā)作能誘導(dǎo)持續(xù)的NPY過度表達(dá)，這對(duì)防止癲癇是極其重要的[15]。Kwak等[16]研究表明，影響NPY的釋放與癲癇的治療密切相關(guān)，由此為癲癇的治療提出了新的思路和途徑。國外大量研究也已表明，NPY能抑制抽搐的發(fā)作，提高發(fā)作的閾值，縮短發(fā)作的時(shí)間，同時(shí)對(duì)抽搐所致的腦損傷也有一定的保護(hù)作用[17]。

3.2 神經(jīng)肽Y受體在抗癲癇中的作用研究表明，Y2受體（單獨(dú)或者與神經(jīng)肽Y結(jié)合）的過度表達(dá)有可能成為治療癲癇的一種替代策略[18]。Sabine等[19]發(fā)現(xiàn)在局限性癲癇的患者中Y2受體在海馬的齒狀回、CA1、CA3區(qū)結(jié)合明顯增高，而Yl受體在這些患者齒狀回的顆粒細(xì)胞結(jié)合卻明顯下降。NPY作用于癲癇大發(fā)作期時(shí)主要通過結(jié)合Y2受體，以在海馬通過調(diào)節(jié)Ca2+通道減少神經(jīng)元突觸前末端的Ca2+內(nèi)流，進(jìn)一步使谷氨酸釋放到錐體細(xì)胞這一過程被抑制[20]。G?tzsche等[21]研究發(fā)現(xiàn)與NPY結(jié)合的Y5受體的過度表達(dá)是抑制海馬癲癇更有效的替代方法。Nanobashvili等[22]研究表明，NPY對(duì)大鼠海馬CA3區(qū)癲癇樣放電的抑制作用主要由Y5受體介導(dǎo)，其主要作用于發(fā)作間期放電。在Y5受體缺失時(shí)，NPY對(duì)離體海馬的癲癇樣放電不起作用。急性癲癇發(fā)作時(shí)海馬內(nèi)Y5受體mRNA的含量顯著增多，由此可知Y5受體在NPY抑制癲癇發(fā)作中發(fā)揮重要作用，同時(shí)得出不同的造模方式可導(dǎo)致表達(dá)的受體不同[23]，從而提示NPY相關(guān)受體發(fā)揮了抑制癲癇的作用。

NPY及其受體抑制癲癇的機(jī)制有二：一是NPY與突觸前的Y2受體結(jié)合后通過抑制N-型Ca2+通道降低細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平，以維持Ca2+在細(xì)胞內(nèi)的自穩(wěn)態(tài)；二是NPY與突觸前的Y2受體結(jié)合后能抑制該神經(jīng)末梢釋放谷氨酸。另外，F(xiàn)u等[24]研究認(rèn)為，NPY對(duì)大鼠海馬興奮性的抑制作用是通過降低谷氨酸系統(tǒng)的興奮性或增加γ-氨基丁酸抑制作用來實(shí)現(xiàn)的。

綜上所述，大量研究證實(shí)NPY及其相關(guān)受體在抗癲癇發(fā)作的過程中都起著非常重要的作用，同時(shí)很多因素也影響著NPY的表達(dá)和發(fā)揮作用。因此，進(jìn)一步研究NPY及其影響因素和調(diào)控機(jī)制，尋找特異性和靶向性強(qiáng)的目的基因和藥物，對(duì)癲癇的治療具有十分重要的意義。

[1]Parker RM,Herzog H,Depaulis A,et al.Comparison of Y receptor subtype expression in the rat hippocampus[J].Regul Pept,1998, 75-76(25):109.

[2]Balasubramaniam A.Clinical potentials of neuropeptide Y family of hormone[J].Am J Surg,2002,183(4):430-434.

[3]Baraban SC,Tallent MK.Interneuron diversity series:interneuronal neuropeptides-endogenous regulators of neuronal excitability[J]. Trends Neurosci,2004,27(3):135-142.

[4]Kudin AP,Debska-Vielhaber G,Vielhaber S,et al.The mechanism of neuroprotection by topiramate in an animal model of epilepsy [J].Epilepsia,2004,45(12):1478-1487.

[5]Baraban SC,Hollopeter G,Erickson J,et al.Knock-out mice reveal a critical antiepileptic role for neuropeptide Y[J].J Neurosci,1997, 17(23):8927.

[6]Vezzani A,Ravizza T,Moneta D,et al.Brain-derived neurotrophic factor immunoreactivity in the limbic system of rats after acut seizures and during spontanrous convulsions:temporal evolution of changes as neuropeptide Y[J].Neuroscience,1999,90(4):144.

[7]Kang TC,Park SK,Simonato M,et al.The temporal and spatial expression of neuropeptide Y induced by seizure in the hippocampal complex of gerbil[J].Brain Res,2000,870(1-2):179.

[8]Takahashi DK,Dinday MT,Barbaro NM,et al.Abnormal cortical cells and astrocytomas in the eker rat model of tuberous sclerosis complex[J].Epilepsia,2004,45(12):1448-1457.

[9]Tu B,JiaoY,Herzog H,et al.Neuropeptide Y regulates recurrent mossy fiber synaptic transmission less effectively in mice than in rats:correlation with Y2 receptor plasticity[J].Neuroscience,2006, 143(4):1085-1094.

[10]Williams PA,Dou P,Dudek F,et al.Epilepsy and synaptic reorganization in a perinatal rat model of hypoxia-ischemia[J].Epilepsia, 2004,45(10):1210-1219.

[11]Woldbye DP,Larsen PJ,Mikkelson JD,et al.Powerful ingi-bition of kainic acid seizures by neuropeptide Y via Y5-like receptors[J]. Neuroscience,2000,98(4):697.

[12]Noé F,Frasca A,Balducci C,et al.Neuropeptide Y overexpression using recombinant adeno-associated viral vectors[J].Neurotherapeutics,2009,6(2):300-306.

[13]Klapstein FJ,Colmers WF,Spencer D,et al.Neuropeptide Y suppresses epileptiform activity in rat hippocampus in vitro[J].J Neutophysiol,1997,78(3):1651.

[14]Takahashi Y,Tsunashima K,Sadamatsu M,et al.Altered hippocampal expression of neuropeptide Y,somatostatin,and glutamate decarboxylase in lhara's epileptic rats and spontaneously epileptic rats [J].Neurosci Lett,2000,287(2):105-108.

[15]Cardoso A,Freitas-da-Costa P,Carvalho LS,et al.Seizure-induced changes in neuropeptide Y-containing cortical neurons:Potential role for seizure threshold and epileptogenesis[J].Epilepsy Behav. 2010,19(4):559-567.

[16]Kwak SE,Kim JE,Kim DS,et al.Differential effects of vigabatrin and zonisamide on the neuropeptide Y system in the hippocampus of seizure prone gerbil[J].Neuropeptides,2005,39(5):507-513.

[17]Reibel S,Nadi S,Benmaamar R,et al.Neuropeptide Y and epilepsy:varying effects accordingto seizure type and receptor activation [J].Peptides,2001,22(3):529-539.

[18]Woldbye DP,Angehagen M,G?tzsche CR,et al.Adeno-associated viral vector-induced overexpression of neuropeptide Y Y2 receptors in the hippocampus suppresses seizures[J].Brain,2010,133(9): 2778-2788.

[19]Sabine F,Susanne P,Thmoas C,et al.Plasticty of Y1 and Y2 receptors and neuropeptide Y fiber in patients with temporal lobe epilepsy[J].Neuroscience,2001,21(15):5804-5812.

[20]Kaga T,Fujimixam,Jnui A,et al.Emerging functions of neuropeptideYY(2)receptors in the brain[J].Peptides,2001,22(3):501-506.

[21]G?tzsche CR,Nikitidou L,S?rensen AT,et al.Combined gene overexpression of neuropeptide Y and its receptor Y5 in the hippocampus suppresses seizures[J].Neurobiol Dis,2012,5(1):288-296.

[22]Nanobashvili A,Woldbye D,Husum H,et al.Neuropeptide Y5 receptors suppress in vitro spontaneous epileptiform bursting in the rat hippocampus[J].NeuroReport,2004,15(2):339-343.

[23]Fisher AW,Xiaolan C,Hannah R,et al.The mechanism of neuroprotection by topiramate in an animal model of epilepsy[J].Epilepsia, 2004,45(12):1178-1278.

[24]Fu LY,van den Pol AN.GABA excitation in mouse hilar neuropeptide Y neurons[J].J Physiol,2007,579(Pt 2):445-464.

R742.1

B

1003—6350（2012）21—122—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2012.21.054

2012-04-21)

廣西自然科學(xué)基金項(xiàng)目（編號(hào)：2011GXNSFA018241）；桂林市科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：20110119-1-7）。作者簡(jiǎn)介：張小芬（1985—），女，江西省吉安市人，住院醫(yī)師，在讀碩士。

*通訊作者：俸軍林。E-mail：FJL1444@yahoo.com.cn