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研究背景与目的:癫痫反复发作可导致脑神经元选择性损伤,甚至死亡,从而引起胶质细胞增生、苔藓纤维出芽、突触重塑等脑结构和功能的可塑性变化;而大脑这些可塑性变化又成为癫痫反复发作的形态学基础,是癫痫频发和难治的主要原因之一。凋亡是癫痫继发脑神经元损伤的基本形式,细胞信号转导过程的激活和死亡调控基因之间的启动,决定细胞的存亡。PI3K/Akt信号转导途径是细胞内重要的存活信号转导通路,在细胞的存活、增殖等活动中发挥重要的生物学功能,尤其是它对细胞凋亡、存活的调节作用。加强癫痫继发脑神经元损伤的保护性治疗已成为癫痫研究的重要环节,引起人们广泛重视。从PI3K/Akt细胞信号转导途径研究针刺对癫痫继发脑神经元损伤的保护作用将为针灸抗癫痫的机理研究及临床应用提供新的思路。
研究方法:根据Racine痫性发作分级标准和脑电图研究针刺抗癫痫作用。用HE染色、电子显微镜观察各组大鼠海马形态学变化;用TUNEL法检测各组大鼠海马神经元凋亡情况;用免疫组织化学技术检测各组大鼠海马神经元内PI3K蛋白和Akt蛋白表达情况;用RT-PCR技术检测各组海马Bcl-2 mRNA和BadmRNA表达情况。
研究结果:
1、针刺组大鼠癫痫发作潜伏期、脑电图痫性放电潜伏期较模型组明显延长(P<0.01),发作程度较模型组明显减轻(P<0.05),脑电图痫波发放频率较模型组明显减少(P<0.01)。
2、大鼠海马病理学改变:模型组大鼠癫痫发作4h后,海马神经元出现变性、坏死和脱失现象,24h进一步加重;LY294002组大鼠海马神经元变性、坏死和脱失现象较模型组明显加重:针刺组大鼠海马神经元变性、坏死和脱失现象较模型组明显减轻;针刺+LY294002组大鼠海马神经元变性、坏死和脱失现象较针刺组明显加重。
3、TUNEL荧光染色结果:正常组大鼠海马结构未见凋亡细胞,而模型组、针刺组、LY294002组、针刺+LY294002组4小时时间点仅见到少量凋亡细胞,24小时时间点各组凋亡细胞明显增加,其中模型组400倍视野凋亡细胞数为9.44±1.98;LY294002组较模型组明显增加(14.18±2.32,P<0.01);针刺组凋亡细胞数较模型组明显减少(2.64±1.16,P<0.01);针刺+LY294002组凋亡细胞数为8.54±1.44,与针刺组比较(P<0.01),与模型组比较(P<0.05),与LY294002组比较(P<0.01)。
4、免疫组织化学检测结果:正常组大鼠海马CA1、CA3区可见少量PI3K和Akt蛋白阳性细胞,阳性反应细胞着色浅。模型组大鼠海马CA1、CA3区PI3K和Akt蛋白阳性表达量有所增加,其中癫痫发作4h海马神经元阳性表达量增加明显,细胞着色较深,24h阳性表达较4h明显降低。针刺组大鼠海马CA1、CA3区PBK和Akt蛋白阳性表达量明显增多,且染色深呈棕黄色,其中4h时间点PI3K和Akt蛋白阳性表达量增加更为明显。针刺+LY294002组和LY294002组大鼠海马CA1、CA3区未见明显PBK和Akt蛋白阳性表达。
5、RT-PCR检测结果:Bcl-2基因的RT-PCR产物,正常组仅有少量表达;模型组表达与正常组比较明显增加(P<0.01);针刺组较模型组表达明显增加(P<0.01);针刺+LY294002组表达较针刺组明显减少(P<0.01); LY294002组表达较模型组明显减少(P<0.01)。Bad基因的RT-PCR产物正常组仅有少量表达,模型组表达显著增加(P<0.01);针刺组表达较模型组明显减少(P<0.01);针刺+LY294002组与针刺组比较表达明显增加(P<0.01); LY294002组表达较模型组明显增加(P<0.01)。
研究结论:急性癫痫发作可引起大鼠海马神经元损伤,包括坏死和凋亡;PBK/Akt信号转导通路参与急性癫痫继发脑神经元损伤过程。针刺具有良好抗癫痫发作和保护急性癫痫继发脑神经元损伤作用;PBK/Akt信号转导通路参与针刺保护急性癫痫继发脑神经元损伤作用。