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癲癇是由多種原因?qū)е碌哪X部神經(jīng)元高度同步化異常放電所致的臨床綜合征。癲癇的核心內(nèi)容是癲癇發(fā)作,但30%~40%的癲癇病人除癲癇癥狀外,常伴有學(xué)習(xí)記憶減退,注意力分散等認(rèn)知功能障礙表現(xiàn)[1]。迄今為止,癲癇對(duì)認(rèn)知功能影響的機(jī)制仍未完全闡明,且缺乏有效的防治藥物。膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)與注意力、學(xué)習(xí)和記憶等認(rèn)知過程有關(guān)[2]。煙堿型乙酰膽堿受體(nAChR)廣泛分布在海馬、前額皮質(zhì)等與認(rèn)知功能密切相關(guān)的區(qū)域。煙堿型乙酰膽堿受體ɑ7(nAChRɑ7)是nAChR的一種重要亞型,廣泛存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng),可能在認(rèn)知過程中發(fā)揮重要作用[3]。
遠(yuǎn)志是我國傳統(tǒng)的安神益智良藥,其中的遠(yuǎn)志總皂苷(Tenuigenin,TEN)被認(rèn)為是其有效成分,在提高學(xué)習(xí)記憶方面有顯著的作用,可通過降低膽堿酯酶活性,保護(hù)中樞膽堿能系統(tǒng)改善學(xué)習(xí)記憶[4-5]。前期實(shí)驗(yàn)證實(shí)TEN可改善癲癇模型大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力及海馬LTP的抑制[6]。本實(shí)驗(yàn)在前期實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上觀察大鼠海馬CA1區(qū)nAChRɑ7亞基表達(dá)的變化及TEN對(duì)其影響,探討TEN改善學(xué)習(xí)記憶功能的部分可能機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 成年雄性Wistar大鼠,體重250 g~300 g,來源于北京海淀興旺動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng),室溫(25.5±2)℃喂養(yǎng)。
1.1.2 藥品、試劑及實(shí)驗(yàn)儀器 遠(yuǎn)志總皂苷(Tenuigenin,TEN),純度為72%,在山西大學(xué)中醫(yī)藥現(xiàn)代研究中心提取,取37.5 g溶于1 L的蒸餾水中,充分溶解后置于4℃環(huán)境保存;戊四氮(Pentylenetetrazole,PTZ)購于Sigma公司,將其溶于生理鹽水配成1%的溶液(10 mg/mL)后置于4℃環(huán)境保存;SABC免疫組化染色試劑盒(羊抗兔IgG,SABC液,5%BSA封閉液)購于武漢博士德生物工程有限公司;兔抗大鼠nAChRɑ7購于北京博奧森公司。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
1.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組及造模 將32只雄性Wister大鼠隨機(jī)分為對(duì)照組(8只)、模型組(12只)、TEN防治組(12只)。模型組每天腹腔注射致驚厥劑量的PTZ(40 mg/kg),注射完觀察大鼠2 h,記錄發(fā)作分級(jí)、次數(shù),根據(jù)大鼠體重進(jìn)行劑量調(diào)節(jié),連續(xù)給藥28 d,停藥7 d,再以相同劑量點(diǎn)燃,驚厥發(fā)作以Racine法分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷,以連續(xù)2次以上、5級(jí)以上發(fā)作視為造模成功。TEN防治組在造模的同時(shí)灌服TEN溶液(375 mg/kg),連續(xù)給藥35 d,然后腹腔注射PTZ點(diǎn)燃。對(duì)照組則灌服等劑量的生理鹽水。造模結(jié)果:對(duì)照組8只大鼠均存活;癲癇模型組12只大鼠癲癇發(fā)作死亡3只,未達(dá)標(biāo)1只,造模成功8只;TEN防治組大鼠癲癇發(fā)作死亡2只,未達(dá)標(biāo)1只,造模成功9只。
1.2.2 切片制備 采用7% 水合氯醛(3 mL/kg)進(jìn)行腹腔麻醉,剪開胸腹腔,暴露心臟和肝臟,剪開左心尖及右心耳部,將導(dǎo)管插入左心室并固定,快速注入約250 mL生理鹽水至肝臟完全變白,右心耳流出澄清液體后,再注入40 g/L 多聚甲醛固定液數(shù)分鐘,待大鼠肝臟變硬、肢體僵直后斷頭,取出完整鼠腦并投入含4%的多聚甲醛中4℃固定(4~6) h,脫水,透明,石蠟包埋。冠狀位連續(xù)切片,切片厚度為2 μm。
1.2.3 免疫組化染色 采用SABC(Strept Actividin-Biotin Complex)免疫組化染色法。①石蠟切片常規(guī)脫蠟;②PBS洗2 min×2 次,3% 的H2O2溶液,室溫10 min;③PBS洗2 min×2 次,加入枸櫞酸緩沖液中于高壓鍋中煮沸2 min,冷卻至室溫;④PBS洗2 min×2次,滴加5% BSA 封閉液,室溫30 min,甩去多余液體;⑤滴加稀釋的兔抗大鼠nAChRɑ7稀釋液(1∶50),4 ℃ 過夜;⑥ 復(fù)溫40 min,PBS 沖洗2 min×2次;⑦滴加生物素化山羊抗兔IgG,37℃ 30 min,PBS洗2 min×2次;⑧滴加SABC,37℃ 20 min,PBS 洗2 min×3 次;⑨ DAB 顯色,(7~8) min后蒸餾水終止顯色反應(yīng);⑩蘇木素復(fù)染11 s。脫水,封片。光鏡下觀察。
1.2.4 陰性對(duì)照的建立 以10% PBS 代替一抗,其余步驟同前。
1.2.5 灰度值測(cè)定 應(yīng)用美國aperio公司Scanscope數(shù)字病理掃描系統(tǒng),400倍物鏡下,在相對(duì)應(yīng)的海馬CA1區(qū)內(nèi),隨機(jī)各取5個(gè)視野,測(cè)單個(gè)視野中nAChRɑ7的灰度值。
各組海馬CA1區(qū)nAChRɑ7亞基免疫組化結(jié)果見圖1,免疫染色陽性物質(zhì)主要存在于神經(jīng)元細(xì)胞表面。其中對(duì)照組細(xì)胞密集、免疫染色深;模型組細(xì)胞稀疏、免疫染色淡,其平均灰度值顯著大于對(duì)照組(P<0.05);TEN防治組免疫染色陽性細(xì)胞較密集,染色較深,其平均灰度值顯著小于模型組(P<0.05)。詳見表1。
圖1 各組海馬CA1區(qū)nAChRɑ7表達(dá)免疫組化結(jié)果
表1 各組海馬CA1區(qū)nAChRɑ7表達(dá)的平均灰度值(±s)
癲癇后繼發(fā)認(rèn)知功能損害的現(xiàn)象已逐漸引起廣泛重視,但目前癲癇對(duì)認(rèn)知功能影響的機(jī)制仍未完全闡明,且缺乏有效的防治藥物。膽堿能假說認(rèn)為膽堿能突觸是一種記憶突觸,與學(xué)習(xí)記憶過程密切相關(guān)[7],乙酰膽堿釋放減少或乙酰膽堿受體數(shù)目減少會(huì)導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙。煙堿型乙酰膽堿受體ɑ7(nAChRα7)是煙堿型乙酰膽堿受體(nAChR)的重要亞型之一,由5個(gè)相同的α7亞基構(gòu)成,屬于配體門控離子通道,廣泛分布于海馬、下丘腦、皮質(zhì)下基底核等部位,可能在認(rèn)知過程中發(fā)揮重要作用[3, 8]。研究表明缺乏nAChRα7的小鼠存在認(rèn)知能力減退[9],而使用煙堿或其他nAChRα7激動(dòng)劑可改善認(rèn)知功能,改善學(xué)習(xí)、記憶功能[10]。
遠(yuǎn)志在臨床上的應(yīng)用歷史悠久,具有改善認(rèn)知能力的功效,TEN作為其主要成分,對(duì)學(xué)習(xí)記憶影響也日益受到重視[10]。TEN可改善癲癇模型大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力及海馬LTP的抑制[6]。本實(shí)驗(yàn)在此基礎(chǔ)上觀察大鼠海馬CA1區(qū)nAChRɑ7亞基表達(dá)的變化及TEN對(duì)其影響,結(jié)果提示TEN能夠提高癲癇模型大鼠海馬CA1區(qū)nAChRɑ7表達(dá)。TEN可顯著提高癲癇模型大鼠海馬CA1區(qū)NMDA 受體的表達(dá)[11]。
TEN可改善癲癇模型大鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力及海馬LTP的抑制,其可能是通過提高癲癇模型大鼠海馬CA1區(qū)NMDA受體和nAChRɑ7的表達(dá)起到改善癲癇模型大鼠認(rèn)知障礙的作用,該系列研究結(jié)果為臨床研制新藥提供了理論依據(jù)。
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