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目的: 建立锂-匹罗卡品癫痫(Lithium-Pilocarpine Seizures,LPS)大鼠模型,选择癫痫大鼠行为学改变、海马结构病理形态学以及星形胶质细胞的反应性等指标,观察银杏内酯B(Ginkolide B,GB)对癫痫大鼠的干预作用,并初步探讨其干预作用的机制,为拓展银杏叶制剂的临床应用提供理论和实验依据。
方法: 48 只健康成年雄性Sprague-Dawley 大鼠(简称SD 大鼠)随机分成6组(8 只/组):①正常对照组(NC);②锂-匹罗卡品模型组(LPS);③GB 低剂量组(GBL);④GB 中剂量组(GBM);⑤GB 高剂量组(GBH);⑥阳性药物苯巴比妥对照组(Phe)。GB 在匹罗卡品前1h 腹腔注射给药,给予匹罗卡品后观察大鼠癫痫站立发作潜伏期、发作程度及死亡情况,24h 后灌注固定取材行HE、Nissl 染色观察海马组织形态学变化、神经元数量改变,免疫组化染色分析Caspase-3 蛋白和胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)表达情况。
结果:
1. 行为学变化:与LPS 组相比,GB 有延长癫痫大鼠站立发作潜伏期的趋势,其中,GBH 组与Phe 组一样可以明显延长癫痫大鼠站立发作潜伏期(P<0.05);经秩和检验分析,GB 可以减轻癫痫发作的严重程度,其中,GBH 组效果最好,和Phe 组疗效相近;GB 各组大鼠死亡数目减少。
2. 病理形态学观察
2.1 海马病理形态学改变:LPS 组海马神经元变性及坏死显著,大部分细胞核固缩、碎裂和溶解,细胞丢失明显,残存神经元显著变性、胞浆浓缩、胞浆空泡变性,部分神经元呈现胞浆和胞核水肿,坏死区周围有小胶质细胞增生。与LPS 组相比,GB 各剂量组均可不同程度减轻脑组织病理改变,其中,GBL 组大鼠海马结构各区神经元细胞核固缩,胞浆溶解,出现空泡状结构,胞质内尼氏体减少;GBM 组大鼠,海马结构神经细胞内空泡减少,胞浆增多,胞浆内可见少量尼氏体,细胞结构形态有所改善;GBH 组,细胞核大而圆染色浅,胞质内可见块状的尼氏体,细胞结构形态趋于正常。
2.2 海马神经元丢失情况:与NC 相比,LPS 组大鼠海马结构CA1 区、CA3区和齿状回门区的神经元数量明显减少(P<0.05)。与LPS 组相比,GB 各剂量组和Phe 组大鼠海马各亚区神经元数量均有增多(P<0.05),其中,GBH 组与Phe组神经元数目增加最明显,两组间比较差异无统计学意义(P>0.05),提示GBH与Phe 作用相近。海马神经元数目与GB 剂量之间呈显著正相关(各区相关系数分别为rs=0.784、0.837、0.813,P<0.01),表明神经元的存活数目和GB 之间呈剂量依赖性,GB 有防止癫痫大鼠海马神经元丢失的作用。
3. 海马神经元Caspase-3 蛋白表达情况免疫组化染色分析结果显示:与NC 组相比,LPS 组大鼠海马结构各区Caspase-3 蛋白表达呈强阳性,表现为Caspase-3-IR 阳性细胞数明显增多(P<0.05),染色加深。与LPS 组相比,GBL 组在CA1 和CA3 区Caspase-3 蛋白表达略有减少,差异无统计学意义(P>0.05),GBM、GBH 及Phe 组在CA1 和CA3 区Caspase-3-IR 阳性细胞数均有不同程度减少(P<0.05);GBL、GBM、GBH及Phe 组在齿状回门区Caspase-3 蛋白表达有不同程度降低,表现为Caspase-3-IR阳性细胞数有不同程度减少(P<0.05);GBH 与Phe 组在各区表达的Caspase-3-IR阳性细胞数目最少,差异无统计学意义(P>0.05),表明GBH 与Phe 作用相近;Caspase-3-IR 阳性细胞表达数量与GB 剂量之间呈显著负相关(rs=-0.542、-0.756、-0.652,P<0.01),提示GB 可抑制Caspase-3 蛋白的阳性表达,作用呈剂量依赖性。
4. 海马星形胶质细胞反应性变化免疫组化染色分析结果显示:与NC 组相比,LPS 组大鼠海马结构各区星形胶质细胞反应性增强,表现为GFAP-IR 阳性细胞数量明显增多并且浓染,细胞体积变大,突起及其分支增多、增长增粗并扭曲,使细胞呈现典型的“星形”。与LPS 组相比,GBM、GBH 和Phe 组海马各区GFAP-IR 阳性细胞数明显减少(P<0.05),表明星形胶质细胞反应性不同程度减弱,其中,GBH 和Phe 组表达的GFAP 阳性细胞数目最少,差异无统计学意义(P>0.05),表明GBH 与Phe 作用相近;海马各区GFAP-IR 阳性细胞表达数量与GB 剂量之间呈显著负相关(rs=-0.885、-0.793、-0.846,P<0.01),提示GB 对GFAP 蛋白的阳性表达的抑制作用呈剂量依赖性,GB 可以降低癫痫大鼠海马星形胶质细胞的反应性。
结论:
1. GB 能够延长LPS 癫痫大鼠站立发作潜伏期,减轻癫痫发作的严重程度,表明GB 对LPS 大鼠有抗癫痫作用。
2. GB 抗癫痫作用可能与其改善癫痫引起的海马病理形态学改变、减少癫痫造成的海马神经元丢失、减少海马结构中Caspase-3 蛋白表达、降低海马星形胶质细胞反应性有关。