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目的:探讨IRE1α介导的内质网应激(endoplasmic reticulum srcss,ERS)信号途径在癫痫脑损伤中的作用及其可能机制,为临床癫痫所致脑损伤研究提供新的方向,为癫痫的脑保护研究提供新的靶点。
方法:
1.建立氯化锂-匹鲁卡品大鼠癫痫持续状态(status epilepticus,SE)模型,采用HE染色、TUNEL法观察SE后不同时间点大鼠海马CA3区病理变化及神经元凋亡;运用免疫荧光、western blot技术检测SE后大鼠海马组织ERS标志分子GRP78、GRP94和内质网驻留蛋白IRE1α及其介导的下游凋亡标志分子p-JNK、caspase12的表达变化;分析IRE1α与p-JNK、caspase12表达水平的相关性及与神经元凋亡之间的相关性。
2.建立大鼠氯化锂-匹罗卡品SE模型,采用免疫荧光、western blot技术观察SE后12h海马组织p-IRE1α、p-JNK、p-c-Jun、p-Bc12、p-BimEL的表达,应用JNK抑制剂SP600125拮抗JNK后,观察上述分子的表达变化。
3.建立大鼠氯化锂-匹罗卡品SE模型,采用免疫荧光、western blot观察癫痫后12h海马组织p-IRE1α、caspase12、caspase9、caspase3的表达;应用Caspase12抑制剂后,观察上述分子的表达变化。
4.临床收集32例顽同性颞叶内侧癫痫(MTLE)患者手术切除的海马标本,对照组15例为同期颞叶脑动静脉畸形或因脑外伤减压切除的海马标本。通过HE染色、TUNEL法观察两组病灶侧海马神经元的病理学特征及神经元凋亡;免疫组化、Western blot、RT-PCR技术检测两组海马ERS标志分子GRP78、GRP94和IRE1α介导的生存信号途径相关分子XBP-1及其介导的凋亡途径相关分子TRAF-2、ASK1、JNK、caspase4等的表达水平。
结果:
1.SE后6h海马CA3区开始出现神经元缺失、凋亡,以癫痫后12h、24h最严重,同时SE后ERS标志分子GRP78、GRP94和IRE1α及其介导的下游凋亡标志分子P-JNK、easpase12表达逐渐增高,12h、24h达高峰,与海马神经元缺失、凋亡变化一致,经相关性分析发现p-IRE1α与p-JNK、easpase12表达呈正相关,p-IRE1α、P-JNK、easpase12与神经元凋亡评分呈正相关。
2.对照组未见凋亡神经元,而SE组海马CA3区可见较多神经元凋亡,同时p-IRE1α、p-JNK、p-c-Jun、p-Bc12、p-Bim表达增加,应用JNK抑制剂SP600125组海马CA3区神经元凋亡明显减少,p-JNK、p-c-Jun、p-Bc12、p-Bim表达亦明显下调。
3.对照组未见凋亡神经元,而SE组海马CA3区可见较多神经元凋亡,同时p-IRE1α、caspase12、caspase9、caspase3表达增加,应用Caspase12抑制剂后海马CA3区神经元凋亡明显减少,caspase12、caspase9、caspase3亦明显下调。
4.MTLE组海马锥体细胞排列紊乱,体积变小,丢失明显,胶质细胞增生,在12例中检测到散在的TUNEL染色阳性细胞。与对照组相比,MTLE组内质网应激标志分子GRP78、GRP94和IRE1α介导的生存信号途径相关分子XBP-1及其介导的凋亡途径相关分子TRAF-2、ASK1、p-JNK、caspase4表达增加。
结论:
1.大鼠SE后诱发了ERS,IRE1α可能一方面通过介导IRE1α-JNK途径磷酸化c-JUN、BimEL、Bcl-2促进SE后海马神经元凋亡,另一方面通过介导IRE1α-caspase12途径直接激活caspase9、caspase3导致细胞凋亡。
2.人类难治性MTLE反复发作诱发了ERS,IRE1α介导的信号途径参与了癫痫ERS的促凋亡及抗凋亡过程,参与了MTLE脑损伤。
3.IRE1α信号途径可能成为癫痫脑损伤及癫痫病理过程新的研究方向,调控IRE1α使其向抗凋亡促生存途径方向转化,有可能成为防治癫痫脑损伤新的靶点。