GIRK通道開放劑在癲癇大鼠中抗癲癇的研究

[摘要] 目的 探討GIRK通道開放劑氟吡汀（flupirtine）對癲癇大鼠癲癇發(fā)作和腦電圖的影響。 方法 30只雄性健康成年SD大鼠隨機(jī)平均分成三組：正常對照組、癲癇+生理鹽水（NS）組和癲癇+氟吡汀（flupirtine）組。癲癇+生理鹽水（NS）組和癲癇+氟吡汀（flupirtine）組兩組動物復(fù)制青霉素誘發(fā)癲癇模型，造模成功后分別給予生理鹽水和氟吡汀治療，再觀察癇樣行為和腦電圖。 結(jié)果 正常對照組行為學(xué)和腦電圖均正常；癲癇+生理鹽水組有明顯癇樣行為，腦電圖呈現(xiàn)明顯的尖波、棘波、尖-慢復(fù)合波以及棘-慢復(fù)合波的陣發(fā)性癇樣放電；癲癇+氟吡汀組大部分大鼠行為正常或是輕度的癇樣行為，腦電圖恢復(fù)正常的基礎(chǔ)波放電，只有1例呈少量的癇樣放電。 結(jié)論 GIRK通道開放劑flupirtine對癲癇大鼠癇樣行為和異常的腦電圖有改善作用。

[關(guān)鍵詞] 癲癇；GIRK通道；氟吡汀；大鼠

[中圖分類號] R96 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-9701（2013）16-0010-02

癲癇（epileptic seizure）是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦內(nèi)神經(jīng)元的異常和過度超同步化放電而表現(xiàn)出來的一系列臨床現(xiàn)象[1]。因為異常放電的神經(jīng)元可以是大腦不同的部位的神經(jīng)元，所以可以有多種多樣的表現(xiàn)[2]，異位放電常與離子通道功能異常有關(guān)[3，4]。離子通道是體內(nèi)可興奮性細(xì)胞興奮性調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)，其中鈉離子、鈣離子和鉀離子通道與癲癇相關(guān)性的研究較多，很多研究表明鉀離子通道家族的GIRK通道在癲癇發(fā)病中起重要作用[5，6]，因此本研究旨在觀察GIRK通道開放劑對癲癇的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗動物 SPF級SD大鼠30只，雄性，購自上海斯萊克實(shí)驗動物有限責(zé)任公司[SCXK（滬）2003-0003]。隨機(jī)分成三組：正常組10只；癲癇+NS組10只；癲癇+flupirtine組10只。

1.1.2 實(shí)驗試劑及設(shè)備 氟吡汀（flupirtine）購自TOCRIS；青霉素鈉產(chǎn)自山東瑞陽制藥有限公司；腦電圖機(jī)為日本光電MAF-5型16導(dǎo)腦電圖機(jī)；腦立體定位儀為成都儀器廠ST-5ND-B。

1.2 方法

1.2.1 復(fù)制癲癇模型 參照1997年鄒曉毅等[7]建立的方法。給癲癇+生理鹽水（NS）組和癲癇+flupirtine組大鼠通過腹腔給予青霉素鈉注射，每周2次，連續(xù)4周，注意觀察過程中大鼠的癲癇樣發(fā)作行為。正常對照組大鼠給予相同體積的NS注射。

1.2.2 腦室給藥 癲癇+NS組和癲癇+flupirtine組大鼠癲癇模型造模成功，水合氯醛麻醉，腦立體定位儀定位。人字縫和矢狀縫交接點(diǎn)后0.8 mm、右側(cè)旁開中線1.5 mm鉆開顱骨后埋入3.5 mm微導(dǎo)管后固定。大鼠恢復(fù)5 d進(jìn)入給藥實(shí)驗。連續(xù)3 d側(cè)腦室內(nèi)癲癇+flupirtine組大鼠注射30 μL flupirtine和癲癇+NS組大鼠注射等量NS，在第4天再次注射30 μL flupirtine和等量NS，2 h后觀察癇樣行為和記錄腦電圖。

1.2.3 腦電圖檢查 10%水合氯醛0.35 mL/100 g劑量麻醉大鼠后，沿顱頂正中線切開，剝離骨膜后，植入C3/C4/F3/F4 4個電極后牙科水泥固定。腦電圖機(jī)記錄大鼠EEG。右海馬、左海馬；右皮質(zhì)/右耳、左皮質(zhì)/左耳之間電極連接。電壓為1.25 mV。大鼠清醒狀態(tài)下記錄。

1.2.4 觀察方法和時間 建立模型成功后，腦室給藥治療后觀察三組動物的癇樣行為和腦電圖。

1.2.5 統(tǒng)計學(xué)方法 使用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件，統(tǒng)計檢驗方法采用χ2檢驗或秩和檢驗，P < 0.05為有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 三組大鼠癇樣發(fā)作行為結(jié)果

三組大鼠癲癇發(fā)作的結(jié)果如表1所示。癲癇+NS組大鼠表現(xiàn)出Ⅳ、Ⅴ級癇樣發(fā)作，而癲癇+flupirtine組無一例Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級癇樣發(fā)作，主要表現(xiàn)為Ⅰ和Ⅱ級癇樣發(fā)作，甚至有的大鼠青霉素誘導(dǎo)不出癇樣發(fā)作。癲癇+flupirtine組與癲癇+NS組相比，有顯著性差異（P < 0.01），說明GIRK通道開放劑flupirtine明顯有抗癲癇的作用。

2.2 三組大鼠的EEG結(jié)果

三組大鼠EEG結(jié)果如表2所示。正常對照大鼠表現(xiàn)為基礎(chǔ)波，即β波或α波，癲癇+NS組出現(xiàn)尖波、棘波、尖-慢復(fù)合波以及棘-慢復(fù)合波的陣發(fā)性癇樣放電，而癲癇+flupirtine組大鼠大部分表現(xiàn)為基礎(chǔ)波，只有1例大鼠在基礎(chǔ)波的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了尖-慢復(fù)合波，與癲癇+NS組大鼠相比，有顯著性差異（P < 0.01），說明GIRK通道開放劑flupirtine可以改善癲癇大鼠癲癇樣放電的腦電波。

3 討論

癲癇是大腦神經(jīng)元的突發(fā)性異常放電的短暫一過性大腦功能障礙的慢性疾病。癲癇的發(fā)病機(jī)制很復(fù)雜，目前為止尚未完全清楚[8]。國內(nèi)外許多研究證明，癲癇的發(fā)病機(jī)制涉及到神經(jīng)生理、生化以及與神經(jīng)免疫等密切相關(guān)，其電生理的本質(zhì)就是腦內(nèi)神經(jīng)元過度同步放電的結(jié)果。腦內(nèi)神經(jīng)元的同步放電，除了與單胺類遞質(zhì)、氨基酸類遞質(zhì)，還與一些神經(jīng)肽、鈣離子等相關(guān)[9]。越來越多的研究證實(shí)，神經(jīng)元上的許多離子通道也參與其中[10]，影響神經(jīng)元興奮性的離子通道中主要有電壓門控的鈉通道、鈣通道和鉀通道，也有配體門控的NMDA和GABA等通道[11， 12]。這些通道的改變最終引起神經(jīng)元的興奮性升高，而導(dǎo)致同步放電的增多。

電壓門控鉀通道和癲癇的關(guān)系研究得比較多。很多研究發(fā)現(xiàn)編碼KV1.1、KV4.1、KCNQ等鉀通道的基因突變或是KV1.1[13]、KV4.1[14]、KCNQ[15]蛋白在大腦內(nèi)表達(dá)或是降解異常，都可以引起神經(jīng)元興奮性升高誘發(fā)癲癇。GIRK通道是屬于G蛋白偶聯(lián)的內(nèi)向整流鉀通道家族，其中GIRK主要表達(dá)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，如海馬CA1和CA3區(qū)，此外在DG區(qū)和皮層也大量表達(dá)。GIRK能被多種神經(jīng)遞質(zhì)調(diào)節(jié)如被5-羥色胺激活[16]。GIRK通道被激活后，維持神經(jīng)元的靜息膜電位，而降低神經(jīng)的興奮性[17]。目前有國外的研究發(fā)現(xiàn)GIRK2突變或是代謝過程中異常后可導(dǎo)致小兒癲癇[18]，也有研究發(fā)現(xiàn)GIRK1和GIRK2在癲癇模型大鼠中的表達(dá)有改變，特別是在DG區(qū)的表達(dá)有所升高，可能是因為癲癇后機(jī)體適應(yīng)性的對神經(jīng)元過度興奮的一個代償[19]。

本研究通過對癲癇大鼠運(yùn)用腦室給予GIRK通道的開放劑flupirtine，通過觀察大鼠癲癇樣行為和腦電圖來探討GIRK通道在癲癇中的作用，我們發(fā)現(xiàn)給予flupirtine使GIRK通道激活以后，使得神經(jīng)元鉀離子內(nèi)流增加，神經(jīng)元興奮性降低，突觸后膜超極化。大鼠行為學(xué)上表現(xiàn)為青霉素誘發(fā)的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級癇樣行為消失，主要表現(xiàn)為Ⅰ、Ⅱ級癇樣行為和誘發(fā)不出癇樣行為。腦電圖的結(jié)果和行為學(xué)結(jié)果也較為一致，可以看到在給予flupirtine后，青霉素誘發(fā)出來的大鼠腦電尖波、棘波、尖-慢復(fù)合波以及棘-慢復(fù)合波的陣發(fā)性癇樣放電明顯改善，大部分異常放電消失，表現(xiàn)基礎(chǔ)波的正常放電，只有1例大鼠在基礎(chǔ)波放電的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了尖-慢復(fù)合波。本研究的結(jié)果充分說明GIRK通道開放劑flupirtine有抗癲癇的作用，也證實(shí)了GIRK通道參與了癲癇的發(fā)生發(fā)展過程，為癲癇的治療提供了理論基礎(chǔ)。

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（收稿日期：2013-01-07）