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目的:研究半夏生物总碱(Pinelliatotal alkaloids,PTA)对匹罗卡品(Pilocarpine,PILO)癫痫大鼠模型的治疗作用及可能机制;并评价PTA对健康小鼠神经系统的运动及认知功能的抑制作用。方法:1.雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠92只,首先进行第1次强迫路线转换测试(Forced alternation test,FAT)、旷场活动(Open field locomotion,OFL)及自发路线转换测试(Spontaneousalternationtest,SAT)。然后随机分为致痫组(n=74)和对照组(n=18),前者使用氯化锂(LiCl)-匹罗卡品(Pilocarpine,PILO)法诱发癫痫持续状态(Status epilepticus,SE)并持续90分钟。致痫组在SE后第6天仍存活的大鼠再随机分到癫痫对照组(Epilepsy group,EP 组;n=13)、托吡酯组(Topiramategroup,TPM组;n=12)、PTA-400组(n=12)和PTA-800组(n=13);而对照组存活的大鼠全部进入正常对照组(Normal control group,NC 组;n=17)。TPM 组予 TPM60mg/kg,PTA-400组予PTA 400mg/kg,PTA-800组予PTA 800mg/kg,EP组和NC组予等体积的生理盐水,每天灌胃1次,连续14天。治疗结束后,先复查FAT、OFL及SAT,再进行为期7天、每天8小时的自发痫性发作(Spontaneousrecurrentseizure,SRS)监测,然后留取脑组织。新鲜海马结构组织用酶联免疫吸附法测定γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyricacid,GABA)的含量,用蛋白质印迹(Western-blotting,WB)法和定量聚合酶链反应法检测谷氨酸脱羧酶65(Glutamatedecarboxylase 65,GAD65)、GABA转运体-1(GABA transporter-1,GAT-1)、GABA 氨基转移酶(GABA transaminase,GABA-T)和 GABAa 受体(GABAA receptor,GABAAR)的 α5、αα4、γ2 和 δ 亚基的蛋白和mRNA表达水平,用WB法检测脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)及络氨酸蛋白激酶受体 B(Tyrosine kinase receptor B,TrkB)的蛋白表达水平。固定脑组织用Nissl染色和Timm染色进行病理检查,前者用于量化海马结构神经元的减损,后者用于量化齿状回的苔藓纤维发芽(Mossy fiber sprouting,MFS)现象。2.雄性Kunming(KM)小鼠30只,首先进行第1次转棒测试(Rotarod test,RT)和SAT(DO),然后随机分到PTA组(n=15)及正常对照组(n=15),并分别给予PTA 2000mg/kg及等体积的纯水灌胃1次(D0)。给药后8小时内(8H)、第7天(D7)及第14天(D14)复查RT和SAT。试验结束后留取脑和脊髓组织,进行苏木精-伊红(Hematoxylin-eosin,HE)染色病理检查。3.雄性KM小鼠60只,首先进行第1次RT和SAT(DO),然后随机分到PTA低剂量组(n=15)、PTA中剂量组(n=15)、PTA高剂量组(n=15)和正常对照组(n=15),并分别给予 PTA81.63mg/kg、PTA285.71mg/kg、PTA1000mg/kg 及等体积的纯水,每天灌胃1次,连续28天。给药第14天(D14)、第28天(D28)及停药1周后(D35)复查RT和SAT。D28及D35每组随机抽取小鼠留取脑和脊髓组织,进行HE染色病理检查。结果:1.与NC组比,EP组海马结构中GABA含量下降(P<0.001);GAD65的蛋白表达水平下降(P<0.01);GAT-1的蛋白(P<0.05)和mRNA(P<0.01)及GABA-T的蛋白(P<0.01)和 mRNA(P<0.001)表达水平升高;GABAA受体(GABAA receptors,GABAARs)的δ(P<0.001)、α4(P<0.05)和γ2(P<0.001)亚基的蛋白表达水平升高;而α5(P<0.001)、S(P<0.001)及y2(P<0.01)亚基的mRNA表达水平下降。与EP组比,PTA提高海马结构的GABA含量(两个剂量均P<0.001);提高GAD65(PTA-800 组,P<0.01)的 mRNA 表达水平;降低 GAT-1(PTA-400 组,P<0.05;PTA-800组,P<0.01)和 GABA-T(PTA-400 组,P<0.01;PTA-800 组,P<0.001)的 mRNA 表达水平;降低GABAARsS(PTA-800组,P<0.05)和γ2(两个剂量均P<0.01)亚基的蛋白表达水平;提高GABAARsα5(PTA-400组,P<0.01)、S(PTA-800组,P<0.05)及γ2(PTA-400组,P<0.05)亚基的mRNA表达水平。与NC组比,EP组海马结构mBDNF和TrkB的蛋白表达水平稍下降而proBDNF的表达水平稍升高(各P>0.05)。与NC组比,PTA-400组及PTA-800组降低mBDNF的蛋白表达水平(各P<0.01)。与EP组比,PTA-400组监测可见SRS的大鼠只数构成比降低,PTA-400组及PTA-800组的SRS发作频率降低(各P>0.05)。经治疗后,与NC组比,EP组在FAT中强迫路线转换行为比(Forced alternation behavior,FAB%)下降(P<0.05),在 SAT 中自发路线转换行为比(Spontaneous alternation behavior,SAB%)下降(P<0.05),在OFL中进入格数增加(P<0.001);与其它3个致痫组不同,PTA-400组的SAB%与NC组比较无统计学差异,并高于EP组(P>0.05)。与自身第1次测试比,EP组在FAT中目标臂停留时间下降(P<0.01);与其它3个致痫组不同,PTA-800组的组内差异无统计学意义。与NC组比,EP组海马结构CA1区、CA3区及DH的神经元数量减少(各P>0.05),DG内侧分子层可见MFS现象(Timm染色评分及MFS平均光密度,各P>0.05)。PTA-800组提高CA3区和DH区的神经元计数,降低MFS的严重程度(vs.NC组,各 P>0.05)。2.观察期间两组小鼠的患病及死亡只数均为0。与正常对照组比,PTA组在D7和D14的体重较高(各P<0.05);PTA组在8H、D7和D14的跌落潜伏期(Latencyto fall,LTF)较低(各P>0.05);PTA组在8H的SAB%高于正常对照组(P<0.05)。总进入臂次数的组间比较无统计学差异。两组的额叶次级运动皮层、尾状核、颞叶皮层、海马结构、黑质、脑桥、小脑皮质及颈、胸、腰髓前角的组织形态在HE染色镜检下未见明显异常。3.观察期间4组小鼠的患病及死亡只数均为0。与正常对照组比,PTA低剂量组和PTA高剂量组在D7和D14的体重较低(各P<0.05),至D28和D35时4组间的体重无统计学差异;3个PTA组在D14和D28的LTF较低(各P>0.05)。SAB%和总进入臂次数在D28和D35的组间比较无统计学差异;镜检正常对照组及PTA高剂量组在D28取材的组织,额叶次级运动皮层、尾状核、颞叶皮层、海马结构、黑质、脑桥、小脑皮质及颈、胸、腰髓前角的组织形态在HE染色下未见明显异常。结论:1.在PILO癫痫大鼠的海马结构中,PTA通过上调GAD65和GABA并下调GAT-1和GABA-T,显著提高GABA能系统活性;PTA下调GABAARs S及γ2亚基的蛋白表达水平并上调GABAARsα5、S及y2亚基的mRNA表达水平;PTA下调mBDNF的蛋白表达水平。PTA改善记忆和认知障碍,并可能减轻SRS和海马结构组织病变的严重程度。2.PTA对健康小鼠神经系统的运动和认知功能的抑制作用不显著。