1.1 實驗動物與分組 健康成年雄性SD大鼠,清潔級,體重220~250 g,由南通大學實驗動物中心提供。大鼠隨機分為:(1) 正常組;(2) 模型組:將10 μl 0.1 mol/L的FeCl3溶液注射于大鼠左側(cè)額葉皮質(zhì)感覺運動區(qū)域;(3) 假手術組:將等量生理鹽水注射于大鼠左側(cè)額葉皮質(zhì)感覺運動區(qū)域;(4) 甘珀酸干預組:造模前 30 min予甘珀酸20 mg/kg腹腔注射,此后每日腹腔注射一次甘珀酸,劑量仍為20 mg/kg,每組8只。
1.2 主要試劑及儀器 甘珀酸(美國Sigma公司);FeCl3(上海市金山化工廠);自凝造牙粉和自凝牙托水(上海醫(yī)療器械股份有限公司齒科材料廠);502瞬間強力膠(浙江金鵬化工股份有限公司);立體定向器(江灣Ⅰ型C,上海川沙花木農(nóng)機廠);多道生理記錄儀(RM-6240,成都儀器廠);微量進樣器(10 μl,上海安亭微量進樣器廠)。
1.3 模型制備 鐵離子注射建立PTE大鼠模型,參照 Willmore 提出的方法[2],并稍作改良。大鼠以10%水合氯醛溶液(350 mg/kg)腹腔麻醉后,固定于立體定向器上,常規(guī)消毒皮膚后,沿頭頂正中線切開頭皮,切口長約 3.0 cm。根據(jù)大鼠腦立體定位圖譜[3],在左側(cè)顱骨冠狀縫后 2.0 mm、矢狀縫旁 2.0 mm處鉆一個直徑 2.0 mm的孔,微量進樣器緩慢進針至靶點,進針深度為 2.5 mm,緩慢注射0.1 mol/L的FeCl3溶液,速率l μl/min,注射劑量為10 μl,注射后留針 10 min,以防注射入腦組織內(nèi)的FeCl3溢出。另外再鉆5個安放電極的孔,孔的位置分別為前囟前 2.0 mm、中線左右旁開 3.0 mm,以及前囟后 6.0 mm、中線左右旁開 2.0 mm,參考電極置于額骨正中(圖1)。所有電極予自凝牙托水調(diào)和牙托粉,并加502膠水固定。最后縫合頭頂皮膚,常規(guī)消毒后,將大鼠從立體定位儀上取下,觀察大鼠的行為學變化,并記錄大鼠腦電圖。
1.4 癇性發(fā)作及腦電圖的記錄 注射過程中及隨后 120 min內(nèi)觀察大鼠行為學表現(xiàn),此后于每日上午 9點至 11點定時觀察,并記錄發(fā)作等級。根據(jù)經(jīng)典的大鼠癲癇發(fā)作 Racine分級[4]判斷大鼠是否有癲癇發(fā)作行為。評分標準:0級:無任何癲癇發(fā)作行為;1級:面部陣攣,咀嚼,哈欠;2級:1級加點頭,面部抽搐,頸部肌肉抽動;3級:2級加前肢或后肢抽搐;4級:3級加后肢站立,身體突然立起;5級:4級加四肢節(jié)律性抽動,下肢強直伴全身背曲或抽動,跌倒。大鼠于制模前 30 min至造模后 120 min內(nèi)分別記錄大鼠的腦電變化。在制模后 24 h、 7 d及 14 d接受處理前各描記EEG 1h。當出現(xiàn)尖波、棘波、尖(棘)慢綜合波、多棘慢綜合波時判定為癲癇樣腦電活動。
1.5 統(tǒng)計學方法 所有數(shù)據(jù)用x±s表示,利用Stata 10.0統(tǒng)計軟件處理數(shù)據(jù)。兩組間比較采用 t 檢驗,多組比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用 q 檢驗,以 P<0.05 表示差異有統(tǒng)計學意義。
2 結(jié) 果
2.1 大鼠癲癇發(fā)作的形式 大鼠注射FeCl3成功致癇后主要表現(xiàn)為:大鼠出現(xiàn)凝視、不動,呈陣發(fā)性,此后開始出現(xiàn)下頜快速咬動,伴有面部肌肉抽動,面肌抽搐時可見大鼠的胡須有節(jié)律地抖動,雙眼眼裂變大,眼球向外凸出,整個過程持續(xù)時間約1~2 min,如此反復發(fā)作,為輕度驚厥的表現(xiàn),繼之出現(xiàn)一側(cè)前肢震顫,或表現(xiàn)為“濕狗樣”抖動動作,持續(xù)時間約5~10 s;繼而站立、雙前肢震顫及持續(xù)性點頭;直至雙前肢震顫加重,失去平衡跌倒而出現(xiàn)全身性強直-陣攣性發(fā)作;嚴重發(fā)作時大鼠可突然出現(xiàn)整個身體向后翻轉(zhuǎn)360°后跳起,離地高度約10~20 cm,連續(xù)數(shù)次后摔倒在地,出現(xiàn)四肢劇烈抽搐,抽搐時間約0.5~1 min,之后癱軟在地,靜止不動約5~10 min后恢復正;顒。致癇后大鼠可見明顯的躁動不安,表現(xiàn)為不停地奔跑,持續(xù)時間約5~10 min。
2.2 大鼠癲癇發(fā)作的頻率 正常組大鼠無癲癇發(fā)作行為學表現(xiàn)。假手術組大鼠亦未觀察到任何抽搐發(fā)作表現(xiàn)。模型組大鼠在麻醉期間偶有身體輕微的顫抖,基本上沒有自主活動,有時可見間歇性對側(cè)頭部陣攣及咀嚼;模型建立后3~8 h,大鼠開始出現(xiàn)癲癇發(fā)作,主要表現(xiàn)為咀嚼、頭部陣攣、面部抽動、點頭及前肢陣攣的發(fā)作,多為Racine 分級1~3級,約每4~6 h發(fā)作1次,此后逐漸增多,且發(fā)作級別呈逐天增高;5~7 d時,開始出現(xiàn)身體站立、雙前肢震顫及跌倒發(fā)作,多為4~5級;7 d時,80%大鼠反復出現(xiàn)自發(fā)性的4~5級發(fā)作,但發(fā)作頻率逐漸下降,平均每天發(fā)作約2~3次。同時可見,應用甘珀酸干預后,大鼠行為學發(fā)作頻率明顯減少,程度減輕。
2.3 大鼠癲癇發(fā)作的評分 圖2所示為正常組、模型組、假手術組以及甘珀酸干預組大鼠每日最高發(fā)作等級評分的比較。由圖可見,與模型組相比,應用甘珀酸干預后,大鼠每日最高發(fā)作程度明顯減輕(P<0.05,P<0.01)。
2.4 腦電圖變化 正常大鼠的EEG均為以低幅β、α為主要節(jié)律的基礎波,散在θ波,波幅<100 μV(圖3)。假手術組未見典型的癲癇樣放電。模型組大鼠注射FeCl3后 60 min內(nèi),注射側(cè)出現(xiàn)偶發(fā)的單個中幅尖波;此后注射側(cè)癲癇樣放電增多,EEG上出現(xiàn)多種形式的癲癇樣放電波形(圖4、5),主要表現(xiàn)為波幅明顯高出背景波、頻率明顯高于背景波的高幅棘波、棘慢波綜合、尖波及尖慢波等。頻率最快可達30 Hz,波幅高達270 μV以上,發(fā)作后可出現(xiàn)抑制波。伴隨EEG上出現(xiàn)癲癇樣放電的同時大鼠行為學上表現(xiàn)為身體背屈強直,四肢劇烈抽搐,雙眼眼裂變大,眼球向外凸出。模型建立后 7 d、14 d時,在觀察到抽搐發(fā)作的同時各導聯(lián)均記錄到陣發(fā)的節(jié)律性的高幅棘波、棘慢波綜合和尖波,大鼠癲癇發(fā)作間期EEG上仍可見陣發(fā)的節(jié)律性的波幅明顯高出背景波的高幅尖波和尖慢波。與模型組相比,甘珀酸干預組大鼠行為學、癇樣放電潛伏期不同程度延長、頻率明顯減慢、波幅明顯降低(P<0.05),差別具有統(tǒng)計學意義(見表1),同樣時間癇樣放電數(shù)也有減少醫(yī).學.全.在.線gydjdsj.org.cn。
3 討 論
在癲癇的發(fā)生機制上,神經(jīng)元異常同步放電成為大家所公認。GJ是目前發(fā)現(xiàn)的細胞間唯一能夠直接進行物質(zhì)信息交換的通道,它可能是神經(jīng)膠質(zhì)細胞-神經(jīng)元信息交流的部位之一。Meister等[5]發(fā)現(xiàn),2個相鄰神經(jīng)節(jié)細胞動作電位傳遞的間隔時間幾乎為零,GJ的這種直接傳遞,被認為是促使神經(jīng)元活動達到同步化的重要原因。因此,近年來備受關注,認為與癲癇的發(fā)生、特殊化異常電位的快速擴布有重要關聯(lián)。此前許多研究主要是GJ阻斷劑抑制或減輕癲癇發(fā)作的研究。Bostanci等[6]發(fā)現(xiàn)青霉素致癇后 1h給予不同劑量的甘珀酸可以抑制癇樣棘波的波幅和頻率,減輕行為學發(fā)作。Medina-Ceja等[7] 在4-AP致癇的大鼠模型也得到了類似的結(jié)果,并且發(fā)現(xiàn)在應用甘珀酸(22±4.4)min時完全阻止了癇性發(fā)作,且作用持續(xù)達 120 min。這些都支持GJ在癲癇特征性的神經(jīng)元同步化發(fā)放的形成和發(fā)展過程中發(fā)揮了作用。