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1.研究目的:
癫痫是一组由大脑神经元异常放电所引起的短暂中枢神经系统功能失常为特征的慢性脑部疾病,具有突然发生、反复发作的特点。其中,外伤性癫痫(posttraumatic epilepsy,PTE)是颅脑损伤后常见而严重的后遗症,是继发于脑损害的癫痫样发作。迄今为止大部分发表的文献都把外伤性癫痫定义为头部外伤后一次或一次以上自发的癫痫发作。外伤性癫痫发病率高,对患者健康乃至生命危害大且目前缺乏有效的预防、治疗措施,所以进一步探索外伤性癫痫的发病机制,进一步研究外伤性癫痫的病理变化,进一步寻求更有效的治疗和预防外伤性癫痫的方法具有非常重大的临床意义。对于法医工作者来说,癫痫是否是由脑外伤引起也是法医临床实际检案中的一个难点,探索外伤性癫痫特异性的变化指标,在法医学上也具有非常重大的意义。然而,目前国内外对外伤性癫痫的研究却存在种种不足,例如研究较少,发病机制仍然不清;研究多集中在动物模型,人体外伤性癫痫研究少见;研究多从临床角度出发,实验分组单一等。这些都制约或局限了外伤性癫痫的研究。
泛素蛋白酶体系统(UPS)是广泛存在于真核生物中的蛋白质降解系统,负责大部分细胞内蛋白的代谢,是细胞内蛋白降解的主要方式,具有高度的选择性和特异性。蛋白质泛素化还是细胞内调控蛋白质水平及功能的重要途径,它在细胞周期的调节、信号转导和细胞的应激反应等许多过程中均起着重要作用。
本实验拟针对国内外外伤性癫痫研究的不足,收集人脑癫痫手术切除标本为材料,采用外伤性癫痫组、非外伤性癫痫组、非癫痫组的独特分组方法,分别从分子、蛋白水平,采用RT—PCR、免疫组化、Wester Blot技术,定位、定量地研究泛素蛋白酶体系统在外伤性癫痫中的表达以及其可能起的作用,探索其在外伤性癫痫中可能的临床和法医应用价值。
2.研究方法:
本实验分为三组,共收集45例脑皮质样本。其中脑外伤后癫痫灶皮质15例(外伤性癫痫实验组)、非脑外伤后癫痫灶皮质15例(非外伤性癫痫组),对应于各癫痫灶的部位收集急性交通事故死亡者正常脑皮质共15例(非癫痫组)。
实验研究方法如下:
第一,对所收集的皮质样本均进行HE染色,镜下观察各组标本的形态学改变,采用图像分析系统对神经元形态进行分析。
第二,对各组样本进行泛素(Ub)、泛素激活酶(UbE1)免疫组化染色观察,并用图像分析对指标进行量化测定。
第三,运用RT—PCR和WesternBlot技术分别从分子水平和蛋白水平测定泛素(Ub)、泛素激活酶(UbE1)在各组标本中的表达量,比较二者在外伤性癫痫组、非外伤性癫痫组和非癫痫组中表达量的变化及差异。
3.研究结果:
3.1HE染色显示癫痫组(包括外伤性癫痫组和非外伤性癫痫组)都出现形态正常神经元数量减少、神经元变性(包括神经元固缩、深染,细胞核仁消失,尼氏小体消失)、胶质细胞增生、胶质小结形成、噬神经现象等形态学改变,而非癫痫组少见以上改变。图像分析显示,外伤性癫痫组与非外伤性癫痫组之间也存在一定差异,主要表现在外伤性癫痫形态正常神经元数量更少、神经元变性程度更严重。
3.2免疫组化染色结果免疫组化定位显示泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)在癫痫灶中主要表达在神经元的细胞质和细胞核中,细胞外未见表达。
图像分析显示,与非外伤性癫痫组比较,外伤性癫痫组泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)表达显著增高,差异具有统计学意义(P<0.05);与非癫痫组比较,非外伤性癫痫组泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)的表达也增高,差异有统计学意义(P<0.05)。
3.3RT—PCR和WesternBlot结果在分子水平和蛋白水平,泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)在外伤性癫痫组中都表达上调,与非外伤性癫痫组对比,其差异具有统计学意义(P<0.05);非外伤性癫痫组与非癫痫组对比,泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)的表达也上调,其差异具有统计学意义(P<0.05)
4.研究结论:
4.1本实验针对国内外外伤性癫痫研究的不足,收集人脑癫痫手术切除标本为材料,采用外伤性癫痫组、非外伤性癫痫组、非癫痫组的独特分组方法,分别从分子、蛋白水平定位、定量地探索泛素蛋白酶体系统在外伤性癫痫中的应用价值,具有一定的创新性和实用性。
4.2本实验HE染色形态学观察显示,神经元数量减少、神经元变性、胶质细胞增生等形态学改变是癫痫灶的普遍性病理改变。外伤性癫痫神经元数量减少及变性程度更严重。
4.2免疫组化染色显示在癫痫灶神经元中泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)的表达增多,提示癫痫灶中UPS活化使得走向死亡的神经元增多。外伤性癫痫灶神经元中两指标表达更广泛,提示外伤性癫痫中神经元的损伤相比非外伤性癫痫更为严重。
4.3本实验RT—PCR及WesternBlot检测显示,泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)在外伤性癫痫组中含量增加明显,进一步证明UPS在外伤性癫痫神经元中明显活化。提示泛素蛋白酶体系统活性增强是外伤性癫痫灶中神经元病理改变的主要原因之一。
4.4与HE染色比较,泛素(Ub)和泛素激活酶(UbE1)免疫组化染色具有更加灵敏的特点,可做为鉴别外伤性癫痫和非外伤性癫痫的指标之一。