紅藻氨酸致癇大鼠海馬Cav-1、EphrinA2蛋白的變化及肉桂醛的干預(yù)作用

紅藻氨酸致癇大鼠海馬Cav-1、EphrinA2蛋白的變化及肉桂醛的干預(yù)作用

金玉玲臧兆平1羅海龍2李欣李玲3董紅梅

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院，黑龍江佳木斯154007)

摘要〔〕目的探討肉桂醛對(duì)紅藻氨酸(KA)致癇大鼠海馬Cav-1和EphrinA2蛋白的影響。方法60只雄性Wistar大鼠隨機(jī)分成正常組、NaCl組、癲癇組、肉桂醛低劑量(25 mg/kg)組、肉桂醛中劑量(37.5 mg/kg)組及肉桂醛高劑量(50 mg/kg)組。癲癇組和肉桂醛治療組均采用大鼠腦右側(cè)海馬CA3區(qū)一次性注射1 μg/μl KA 1μl誘發(fā)癲癇發(fā)作，NaCl對(duì)照組注射等量NaCl溶液，觀察其行為學(xué)表現(xiàn)，Western印跡檢測(cè)各組大鼠海馬組織Cav-1和EphrinA2蛋白的表達(dá)。結(jié)果實(shí)驗(yàn)性癲癇大鼠模型制作成功，肉桂醛各劑量組和癲癇組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物全部達(dá)到點(diǎn)燃標(biāo)準(zhǔn)，肉桂醛治療組大鼠癲癇發(fā)作潛伏期延長(zhǎng)，發(fā)作時(shí)間明顯縮短，發(fā)作級(jí)別降低。海馬區(qū)Cav-1和EphrinA2蛋白的表達(dá)在正常組與NaCl組無(wú)差異(P>0.05)；與NaCl組比較，癲癇組大鼠海馬Cav-1和EphrinA2蛋白表達(dá)均明顯增加(P<0.01)；肉桂醛各治療組大鼠海馬Cav-1和EphrinA2蛋白的表達(dá)低于癲癇組(P<0.05)，且與肉桂醛濃度有關(guān)。結(jié)論KA海馬區(qū)注射可獲得穩(wěn)定的癲癇大鼠模型，肉桂醛通過(guò)降低大鼠海馬Cav-1和EphrinA2蛋白的表達(dá)，起到抗癲癇作用。

關(guān)鍵詞〔〕癲癇；肉桂醛；小窩蛋白-1；EphrinA2

中圖分類(lèi)號(hào)〔〕R742.1〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A〔

基金項(xiàng)目：黑龍江省教育廳項(xiàng)目(No.12521572)

1齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院

2牡丹江醫(yī)學(xué)院附屬紅旗醫(yī)院3吉林省東豐縣醫(yī)院

第一作者：金玉玲(1969-)，女，副主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，主要從事腦損傷機(jī)制和防治的研究。

癲癇(EP)是一種最常見(jiàn)的世界性的神經(jīng)系統(tǒng)難題，為多種病因引起的神經(jīng)系統(tǒng)異常放電造成以突發(fā)性、暫時(shí)性腦功能失常為特征的腦功能障礙綜合征。EP患者需要長(zhǎng)期服用抗EP藥物控制EP發(fā)作時(shí)間及頻率，但仍有20%左右的患者經(jīng)長(zhǎng)期正規(guī)藥物治療后仍難以控制而形成難治性EP，且目前抗EP藥物雖應(yīng)用于臨床，但只是控制癥狀，長(zhǎng)期應(yīng)用可導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙等副作用。因此，尋求一種特異性強(qiáng)、副作用小的抗EP藥物具有十分重要的意義。肉桂醛具有抗菌、降低血糖和抗腫瘤等作用〔1，2〕，但在EP方面的研究甚少。

1材料和方法

1.1試劑兔抗小窩蛋白(Cav)-1多克隆抗體購(gòu)自北京博奧森生物技術(shù)有限公司，兔抗EphrinA2多克隆抗體購(gòu)自武漢博士德生物技術(shù)有限公司；牛血清白蛋白和紅藻氨酸(KA)購(gòu)自美國(guó)sigma公司；碘化丙啶(PI)和異硫氰酸熒光素(FITC)標(biāo)記山羊抗兔IgG抗體購(gòu)自北京中杉金橋生物技術(shù)有限公司。

1.2方法

1.2.1動(dòng)物分組60只成年健康雄性Wistar大鼠，3～5月齡，體重200~250 g，由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供(許可證號(hào)：醫(yī)動(dòng)字第09-2號(hào))，分籠適應(yīng)喂養(yǎng)>1 w。隨機(jī)將其分為六組，每組10只：EP組(大鼠CA3區(qū)注射KA致癲)，肉桂醛低劑量組 (大鼠CA3區(qū)注射KA致癲，連續(xù)7 d腹腔予肉桂醛25 mg/kg)，肉桂醛中劑量組 (大鼠CA3區(qū)注射KA致癲，連續(xù)7 d腹腔予肉桂醛37.5 mg/kg)，肉桂醛高劑量組 (大鼠CA3區(qū)注射KA致癲，連續(xù)7 d腹腔予肉桂醛50 mg/kg)，正常組(大鼠CA3區(qū)不注射)，NaCl組(大鼠CA3區(qū)注射N(xiāo)aCl，連續(xù)7 d腹腔給等量NaCl溶液)。

1.2.2動(dòng)物模型制備Wistar大鼠以10%水合氯醛0.3~0.4 ml/kg腹腔注射麻醉，固定于腦立體定位儀上，按照Paxinos&Watson大鼠腦立體定向圖譜，以前囟為靶點(diǎn)定位：X=2.5 mm(右)，Y=3.0 mm，Z=3.5 mm；根據(jù)前囟標(biāo)記點(diǎn)和Paxinos&Watson腦功能定位圖譜鉆孔，并參照大鼠的顱骨解剖圖，穿刺海馬CA3區(qū)，無(wú)菌且實(shí)驗(yàn)動(dòng)物清醒條件下，用 1 μl微量注射器注入濃度為1.5 μg/μl的KA 1 μl(每次注射前以NaCl溶液新鮮配制)，注射藥物時(shí)間每次持續(xù)10~15 min，0.1 μl/1 min，留針5 min。根據(jù)KA誘發(fā)大鼠的行為學(xué)改變判定EP大鼠模型的建立。NaCl組相同部位等時(shí)注入等量的NaCl溶液。

1.2.3大鼠行為學(xué)觀察大鼠海馬局部注射KA或NaCl后，觀察行為學(xué)變化。EP大鼠發(fā)作行為學(xué)變化的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：0級(jí)：正常行為狀態(tài)，無(wú)發(fā)作反應(yīng)；Ⅰ級(jí)：咀嚼、眨眼、立須等口周及面部肌肉抽搐，濕狗樣顫動(dòng)；Ⅱ級(jí)：以點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)為主要表現(xiàn)的頸部肌肉抽搐；Ⅲ級(jí)：前肢陣攣、抽搐；Ⅳ級(jí)：雙側(cè)前肢伸直，伴有身體的立起；Ⅴ級(jí)：跌倒和全身驚厥。Ⅲ級(jí)以下為復(fù)雜部分發(fā)作，Ⅳ級(jí)和Ⅴ級(jí)為全身強(qiáng)直陣攣發(fā)作〔3〕。注藥后立即進(jìn)行行為學(xué)觀察，海馬局部注射KA的大鼠，在1 h內(nèi)出現(xiàn)Ⅰ~Ⅴ級(jí)行為變化的歸為EP模型。

1.2.4Western印跡法進(jìn)行蛋白測(cè)定海馬組織樣品蛋白裂解液與5倍上樣緩沖液混合，100℃變性5 min，經(jīng)十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠(SDS-PAGE)電泳分離后，40 V，電轉(zhuǎn)移到聚偏氟丙烯(PVDF)膜。PVDF封閉過(guò)夜，Cav-1蛋白和EphrinA2蛋白兔源多克隆抗體37℃，2 h，辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記二抗37℃，1 h，Tris鹽酸緩沖液(TBST)漂洗。增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光法(ECL)顯色試劑顯色，對(duì)照Marker記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。將結(jié)果進(jìn)行拍照，用凝膠圖像處理系統(tǒng)分析目標(biāo)帶的分子量和凈光密度值。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS11.5軟件行t檢驗(yàn)。

2結(jié)果

2.1行為學(xué)觀察注射KA后，麻醉未醒的30 min內(nèi)，大鼠安靜，偶見(jiàn)眨眼、動(dòng)須、面肌抽搐；蘇醒后，大鼠咀嚼、眨眼、動(dòng)須、動(dòng)耳(Ⅰ級(jí))及點(diǎn)頭、翹尾(Ⅱ級(jí))；繼之出現(xiàn)對(duì)側(cè)前肢陣攣(Ⅲ級(jí))，雙側(cè)前肢陣攣(Ⅳ級(jí))，四肢抽搐、跌倒(Ⅴ級(jí))；在30~60 min出現(xiàn)EP持續(xù)狀態(tài)(SE)，每次發(fā)作時(shí)間持續(xù)數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)，反復(fù)多次。EP組及肉桂醛各用藥組大鼠每天注射KA后均有不同程度的EP發(fā)作表現(xiàn)，EP組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在注射KA后1~7 min內(nèi)即開(kāi)始發(fā)作，每次發(fā)作持續(xù)時(shí)間不等，在肉桂醛注射初期與EP組發(fā)作相仿，潛伏期稍長(zhǎng)，用藥后期，潛伏期延長(zhǎng)，發(fā)作時(shí)間明顯縮短，發(fā)作級(jí)別降低且少有大發(fā)作。正常組無(wú)任何異常行為表現(xiàn)。肉桂醛各用藥組和EP組均出現(xiàn)Ⅲ級(jí)以上多次EP發(fā)作，比較其潛伏期和到達(dá)重型發(fā)作時(shí)間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1　各組大鼠EP發(fā)作潛伏期、到達(dá)重型發(fā)作

與EP組比較：1)P<0.01：2)P<0.05

2.2EP大鼠海馬 Cav-1和EphrinA2蛋白的表達(dá)NaCl組和正常組Cav-1(0.51±0.05 vs 0.53±0.05)和EphrinA2蛋白(0.60±0.03 vs 0.60±0.05)的表達(dá)無(wú)差異(P>0.05)；EP組大鼠海馬Cav-1蛋白(0.86±0.03)和EphrinA2蛋白(0.82±0.04)的表達(dá)顯著高于NaCl組(P<0.01)；與EP組比較，肉桂醛低、中、高劑量組Cav-1蛋白(0.78±0.04、0.71±0.03、0.65±0.02)和EphrinA2蛋白(0.73±0.03、0.67±0.02、0.61±0.04)的表達(dá)明顯降低(P<0.05)。見(jiàn)圖1。

1：正常組；2：NaCl組；3：EP組；4：肉桂醛低劑量組；5：肉桂醛中劑量組；6：肉桂醛高劑量組 圖1　大鼠海馬組織 Cav-1和EphrinA2蛋白的表達(dá)

3討論

顳葉EP(TLE)是難治性EP的主要類(lèi)型，是一種主要起源于內(nèi)側(cè)顳葉的部分發(fā)作性EP。KA，即海人酸，首先由日本人從海藻中提取出來(lái)，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于谷氨酸，能產(chǎn)生很強(qiáng)的神經(jīng)興奮作用。它可以與突觸后膜的海人酸受體(海馬CA3區(qū)的KA受體最多)結(jié)合，產(chǎn)生興奮性突觸后電流，導(dǎo)致動(dòng)物EP發(fā)作，即為海人酸EP模型。KA模型是常用的EP持續(xù)狀態(tài)模型及自發(fā)發(fā)作模型〔4〕。本實(shí)驗(yàn)直接將KA注射到雄性Wistar大鼠海馬CA3區(qū)，由于海馬病變引起的繼發(fā)性EP的行為癥狀、特異性的海馬損傷病理改變及復(fù)發(fā)的自發(fā)性抽搐，類(lèi)似人類(lèi)的顳葉EP，所以取CA3區(qū)為注射藥物的作用點(diǎn)更直接、更方便，也更容易出現(xiàn)顳葉EP的病理學(xué)改變。

EP腦損傷是EP發(fā)作的結(jié)果，也是EP頻發(fā)和難治的原因。肉桂醛是中藥肉桂油的主要成分，肉桂作為一種傳統(tǒng)中藥，具有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、解熱、抗驚厥等多種藥理作用〔5〕。本實(shí)驗(yàn)KA通過(guò)行為學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用肉桂醛后，EP大鼠EP發(fā)作潛伏期延長(zhǎng)，發(fā)作時(shí)間明顯縮短，發(fā)作級(jí)別降低且少有大發(fā)作，提示肉桂醛可減輕EP發(fā)作。

顳葉EP的病理基礎(chǔ)是苔蘚纖維出芽、異常興奮環(huán)路的形成〔6〕，引起神經(jīng)元異常放電，增加EP發(fā)作的敏感性并促進(jìn)EP的形成〔7〕。

Cav-1是細(xì)胞膜上小窩結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)蛋白，在小窩結(jié)構(gòu)的維持、多種信號(hào)通路的調(diào)節(jié)中起重要作用。Cav-1不僅參與脂質(zhì)代謝、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、介導(dǎo)內(nèi)吞作用，還在腫瘤發(fā)病過(guò)程具有重要作用〔8，9〕。Caveolin蛋白在神經(jīng)系統(tǒng)中分布廣泛，脊髓、底丘腦核、黑質(zhì)、尾狀核和海馬等部位的神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中均有Cav-1的表達(dá)〔10〕。Cav-1與腦功能的生理和病理變化有關(guān)，影響神經(jīng)發(fā)育、突觸可塑性等過(guò)程〔11〕，且參與阿爾茨海默病(AD)、腦缺血性疾病和出血性腦中風(fēng)發(fā)病過(guò)程〔12，13〕，這些證據(jù)也暗示Cav-1可能與EP有關(guān)。 軸突導(dǎo)向因子是近年有關(guān)EP發(fā)病研究中的一個(gè)熱點(diǎn)，正常情況下，在體內(nèi)低水平表達(dá)，主要維持原有軸突和突觸穩(wěn)定并抑制軸突芽生的作用。Ephrins家族是重要的軸突導(dǎo)向因子，而EphrinA2是Ephrins家族成員之一，廣泛表達(dá)在腦組織尤其是海馬中，與EP發(fā)作密切相關(guān)〔14〕。

相關(guān)研究〔15〕發(fā)現(xiàn)EphrinA2在顳葉中致癇灶周?chē)谋磉_(dá)水平明顯高于正常對(duì)照組，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。Cav-1與EphrinA2關(guān)系密切，有研究〔16〕表明缺乏Cav-1導(dǎo)致微血管密度顯著降低，而這種結(jié)果與EphrinA2受體的失活有關(guān)，提示Cav-1-EphrinA2軸促進(jìn)血管瘤內(nèi)皮細(xì)胞遷移。提示肉桂醛可通過(guò)降低Cav-1的表達(dá)導(dǎo)致EphrinA2受體失活，抑制軸突導(dǎo)向因子EphrinA2的表達(dá)，穩(wěn)定突觸，抑制突觸可塑性的激發(fā)，從而抑制EP發(fā)作。

綜上所述，肉桂醛可通過(guò)降低EP大鼠海馬組織Cav-1蛋白和軸突導(dǎo)向因子EphrinA2蛋白的表達(dá)，導(dǎo)致EP大鼠潛伏期延長(zhǎng)，發(fā)作時(shí)間明顯縮短，從而降低KA誘導(dǎo)EP大鼠癇性發(fā)作，為初步了解肉桂醛抗EP的作用提供一定理論基礎(chǔ)。

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〔2014-03-17修回〕

(編輯袁左鳴)