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闭环式电刺激抑制痫样棘波发放的机制研究
脑深部刺激(DBS)在临床癫痫病的治疗中备受关注,可能替代癫痫病灶的切除手术.但是,癫痫的发作机制多种多样,需要针对性地设计DBS的刺激模式和参数,才能获得较好的疗效.对于γ-氨基丁酸受体的拮抗剂印防己毒素在麻醉大鼠海马CA1区诱导的痫样发放,采用短促的高频刺激(HFS)脉冲串;并利用闭环式的刺激模式,在各个爆发式发放期间,将脉冲串施加于CA1区的传入轴突束Schaffer侧支.9只大鼠的实验结果表明,100 Hz以上的0.3s时长HFS可以抑制Burst中60％～ 70％的棘波发放.而且,在HFS抑制棘波发放期间,CA1区神经元不能响应其传出轴突束上施加的逆向刺激脉冲的激励作用,表明在此期间神经元失去了产生动作电位的能力.由此可以推测,HFS抑制棘波发放的机制可能是神经元细胞膜发生了去极化阻滞.该研究的发现对于开发DBS治疗癫痫的闭环刺激新模式具有重要的指导意义.
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癫痫电网络重建过程中的海马-体循环动脉血压调节网络
目的:观察右侧海马(HPC)微量注射印防己毒素(PTX)诱导HPC癫痫电网络重建过程中HPG体循环动脉血压调节网络的形成.方法:将PTX(7.2μg)微量注射到大鼠右侧HPC诱发HPC癫痫,四通道同步记录左侧深部电图、单个HPC细胞外单位放电、左侧股动脉血压和标准Ⅱ导联心电图.结果:将PTX微量注射到右侧HPC后可以引起以下效应:①对侧HPC神经元长时程爆发式单位放电与单位后放电,并具有相似的脉冲间隔(interspike intervals,ISI)点分布;②延迟对侧HPC神经元爆发式单位放电与相对应的股动脉血压下降发生的时间关系;③出现复合式的对侧HPC神经元爆发式单位放电或单位后放电和股动脉血压下降耦合;④具有相似点分布特征的对侧HPC网络波峰间隔(interpeak intervals,IPI)和单个神经元ISI共同参与了HPC-体循环动脉血压调节网络的构成.结论:将PTX微量注射到右侧HPC可以在诱导对侧HPC癫痫网络形成的同时通过特征性的瞬时编码形式调制HPC-体循环动脉血压调节网络的功能活动.
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褪黑素受体与GABAA受体在褪黑素延长小鼠睡眠时间中的作用
目的:研究褪黑素受体和GABAA受体在褪黑素延长小鼠睡眠时间中的作用.方法:以翻正反射消失为睡眠开始的指标,至翻正反射恢复作为睡眠时间.观察不同受体激动剂或拮抗剂对褪黑素催眠作用的影响.结果:褪黑素3型受体拮抗剂盐酸哌唑嗪对褪黑素延长小鼠睡眠时间的作用无明显影响.GABA受体内源性激动剂GABA能明显增强褪黑素延长小鼠睡眠时间的作用,而GABAA受体上的印防己毒素结合位点的配基,即氯离子通道阻断剂印防己毒素能明显拮抗褪黑素的催眠作用,GABAA受体上的GABA结合位点的拮抗剂荷包牡丹碱则对褪黑素延长小鼠睡眠作用无明显影响.结论:褪黑素延长小鼠睡眠时间的作用与褪黑素3型受体无关,而与GABAA受体关系密切,其作用主要由印防己毒素结合位点介导.
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大鼠尾核微量注射γ-氨基丁酸对尾核痛反应神经元放电的影响
在53只成年Wistar大鼠上,用玻璃微电极引导神经元放电,观察了尾核内注射γ-氨基丁酸(GABA)后,尾核痛反应神经元放电的变化和印防己毒素(picrotoxin,PIC)对GABA作用的阻断效应.尾核内每2分钟分别注射GABA 25,50,100μg/2μl,尾核痛兴奋神经元(pain excitation neurons,PEN)诱发放电频率减少,潜伏期延长;痛抑制神经元(paininhibition neurons,PIN)放电抑制时程缩短,放电频率增加.PEN和PIN电活动反应与GABA剂量间呈量效关系.尾核内注射三种剂量GABA引起的上述PEN和PIN放电变化可被每分钟腹腔注射PIC 250μg/1 ml所阻断.综上表明,GABA可通过同时影响尾核PEN和PIN的电活动而产生镇痛效应.
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对侧腹外侧索电刺激在新生大鼠脊髓切片运动神经元诱发的突触反应
目的:探讨对侧腹外侧索(cVLF)下行激活对离体脊髓运动神经元(MN)活动的突触调制作用.方法:应用新生大鼠(8～14d)脊髓切片MN细胞内记录技术,观察cVLF或同侧VLF(iVLF)电刺激在MN所诱发的突触反应.结果:在32个测试的MNs,观察到cVLF电刺激可在21个MNs上诱发去极化反应(即cVLF性兴奋性突触后电位,cVLF-EPSP),在1个MN上诱发超极化反应(即cvLF性抑制性突触后电位,cVLF-IPSP).在4个MNs上诱发cVLF-EPSP后复合有cVLF-IPSP的反应.cVLF-EPSP具有刺激强度依赖性、被低钙高镁溶液取消的特性,与iVLF性EPSP相比.有潜伏期较长的特点(P＜0.001).cVLF-IPSP呈膜电位依赖性.并被印防己毒素(30 μmol/L)及士的宁(1.0μmol/L)取消.结论:cVLF的下行激活可通过兴奋性和抑制性突触传递调制MN的活动,其cVLF-IPSP可能由γ-氨基丁酸A受体和(或)甘氨酸受体介导.
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代谢型谷氨酸受体对脊髓背根向运动神经元传入的调制作用
目的:探讨代谢型谷氨酸受体(mGluRs)对离体脊髓背根向运动神经元(MN)传入的调制作用.方法:应用新生大鼠(8～14 d)脊髓切片MN细胞内记录技术,观察mGluRs广谱激动剂反式-1-氨基-1,3-环戊烷二羧酸(ACPD)对背根(DR)电刺激诱发兴奋性突触后电位(EPSP)的影响.结果:对离体脊髓切片灌流ACPD(5～25μmol/L)15～20 min,在11个测试的MN,能可逆性抑制DR刺激诱发的EPSP(即DR-EPSP)的幅度(P＜0.01)和曲线下面积(P＜0.05).在用抑制性氨基酸受体拮抗剂印防己毒素和士的宁预处理后,DR-EPSP仍能被10μmol/L ACPD显著性抑制(P＜0.05,n=3).结论:ACPD可激活mGluRs而抑制脊髓DR向MN的兴奋性突触传递,其机制可能不涉及增强γ-氨基丁酸A受体或甘氨酸受体的作用机制.
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γ-氨基丁酸及其拮抗剂对γδT细胞的作用
目的 研究γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)及其A受体拮抗剂印防己毒素(picrotoxin,PTX)对人外周血γδT细胞的增殖、细胞表面受体的表达、杀伤活性的影响及其可能的作用机制.方法 在体外用不同浓度的GABA和PTX与人γδT细胞作用后,用MTT比色法和流式细胞仪(FCM)以及乳酸脱氢酶(LDH)法分别检测人γδT细胞的增殖能力、T细胞表面受体的表达和杀伤活性的变化.结果 GABA能显著地抑制γδT细胞的生长(P＜0.01),并具有浓度依赖性,PTX对GABA的抑制细胞增殖有拮抗作用;GABA显著降低γδT细胞表面受体NKG2D的表达,增加γδ-TCR的表达,PTX有轻微的协同作用;GABA抑制了γδT细胞对人胰腺癌细胞株SW1990的杀伤活性,PTX能够拮抗GABA的此项作用.结论 这些结果 提示GABA可能通过多种途径对γδT细胞发挥作用,其杀伤活性主要由其表面受体NKG2D介导的,并且需要γδT细胞同时表达γδ-TCR和NKG2D两种受体.
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癫痫模型中痫样棘波自动检测的新算法及其应用
癫痫的典型特征是神经元群体产生异常同步发放,在记录的神经电信号中呈现为痫样棘波.为了定量分析癫痫发生时的痫样棘波,本文设计了一种基于窗口的检测法用于自动检测大鼠海马CA1区急性癫痫模型的棘波信号,即群峰电位(PS),并计算其特征参数.实验结果表明,在钾离子通道拮抗剂4氨基吡啶(4-AP)和γ-氨基丁酸A型受体拮抗剂印防己毒素(PTX)诱导的癫痫模型中,该算法可直接从原始宽频带记录信号中正确识别PS波.两种模型中的PS检出率分别为94.2％±1.6％(n=11)和95.9％±1.9％(n=12),且误检率分别为3.5％±2.3％(n=11)和4.8％±2.3％(n=12),远小于普通阈值法的误检率.比较4-AP和PTX模型的PS波特征,结果显示:4-AP诱导的PS波具有较宽的波形,发放较分散,发放间隔主要分布于100～700ms范围内.而PTX诱导的PS则呈现爆发式发放,发放率较高,发放间隔主要分布于2～20 ms范围内,使得每秒PS幅值之和显著大于4-AP模型.因此,PTX模型的神经元群体同步发放活动比4-AP模型要强烈.总之,该棘波检测新算法可以正确识别和分析痫样棘波,为癫痫发生机制的研究和癫痫治疗新方法的评估提供了一种有用的数据分析工具.
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尾加压素Ⅱ对大鼠下丘脑室旁核神经元放电的影响
应用细胞外记录单位放电技术,在大鼠下丘脑脑片上观察了尾加压素Ⅱ(urotensinⅡ)对下丘脑室旁核(paraventricular nucleus, PVN)神经元放电的影响.实验结果如下:(1)在39个PVN神经元放电单位给予尾加压素Ⅱ(0.3, 3.0, 30.0, 300.0 nmol/L, n=39 ) 2 min,有32个放电单位(82.05%) 放电频率明显降低,且呈剂量依赖性;(2)预先用100 μmol/L的GABAA受体拮抗剂荷包牡丹碱灌流7个下丘脑脑片,5个放电单位放电频率明显增加(71.43%),在此基础上灌流尾加压素Ⅱ(30.0 nmol/L)2 min,放电频率无明显变化;(3)预先用氯通道阻断剂印防己毒素(picrotoxin)灌流12个下丘脑脑片, 12个放电单位的放电频率均明显增加(100%),在此基础上灌流尾加压素Ⅱ(30.0 nmol/L)2 min,11/12 ( 91.67% )放电频率无变化;(4)12个放电单位灌流一氧化氮合酶抑制剂(NG-nitro-L-arginine methyl ester, L-NAME)50 μmol/L,有11个单位(11/12, 91.67%) 放电明显增加,在此基础上灌流尾加压素Ⅱ(30.0 nmol/L)2 min,放电被抑制. 以上结果提示:尾加压素Ⅱ能抑制下丘脑室旁核神经元自发放电,可能与其同GABAA受体结合加强氯电流有关.
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过量表达GABA转运蛋白-1的转基因小鼠对药物诱发癫痫易感
目的:应用过量表达GABA转运蛋白Ⅰ(GAT-1)的转基因小鼠研究GAT-1在癫痫发生中的作用.方法:采用腹腔注射戊四唑(PTZ),印防己毒素(PIC)或红藻氨酸(KA)诱导的癫痫发作为模型,比较GAT-1转基因小鼠和C57BL/6J对照小鼠阵挛性发作和强直性痉挛发生的百分率及潜伏期.结果:GAT-1转基因小鼠不但对不同剂量GABAA受体抑制剂PTZ,PIC,也对谷氨酸受体激动剂KA诱导的癫痫易感.GAT-1抑制剂ethyl nipecotate可明显减轻PTZ诱导的癫痫发作.结论:GAT-1转基因小鼠对癫痫易感证明GABA系统参与了癫痫发生,并且该转基因小鼠模型可作为研究癫痫发生的有用动物模型.
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琥珀酸对大鼠化学性点燃和杏仁核电刺激性点燃的抑制作用
目的:研究琥珀酸对大鼠戊四唑化学性点燃kindllng)发作及杏仁核电刺激点燃发作的影响及作用机制.方法:建立大鼠戊四唑化学性点燃模型和杏仁核电刺激点燃癫痫模型,测定琥珀酸对点燃发作的脑电活动及行为变化指标的影响.测定琥珀酸对GABAA受体拮抗剂印防己毒素诱发小鼠惊厥的影响.结果:琥珀酸(100-400 mg/kg,ip)对两种点燃模型有显著抑制作用,降低发作强度和全身性发作百分率(P<0.05,P<0.01,可升高杏仁核电刺激点燃大鼠的局灶性后放电阈值(p<0.05,P<0.01),以上反应呈剂量效应关系.琥珀酸可延长印防己毒素诱发小鼠惊厥的潜伏期(p<0.05,p<0.01.结论:琥珀酸对大鼠戊四唑化学性点燃和脑杏仁核电刺激点燃发作有抑制作用,其机制可能与增强GABAA受体功能有关.
