基于调控星形胶质细胞代谢的1,6-二磷酸果糖抗癫痫机制研究
发布时间：2020-08-08 04:53
【摘要】：研究目的:癫痫是一种复杂的神经系统综合征,神经元异常放电引起的癫痫发作是其主要临床表现,药物治疗是控制癫痫发作的主要手段。现有药物主要作用于突触离子通道和神经递质受体从而抑制癫痫发作,但是对疾病本身及认知功能降低等神经精神并发症无效,甚至可能加重神经精神症状。越来越多的研究证实代谢紊乱与癫痫发生发展密切相关,其中星形胶质细胞代谢紊乱可能起到重要作用。我们前期研究发现,糖酵解中间产物1,6-二磷酸果糖(FBP)具有显著抗癫痫作用,不仅能抑制癫痫发作而且可以改善慢性癫痫动物的认知功能。本课题旨在围绕核心科学假说——FBP可以协同调控星形胶质细胞的糖代谢和谷氨酸代谢,从而发挥防治癫痫发作、修复脑损伤的作用——阐明FBP的新颖抗癫痫机制,从而揭示FBP较现有抗癫痫药物的特点及优势。研究内容:(1)FBP对慢性癫痫的治疗作用及其作用特点:用毛果芸香碱诱导的慢性自发性颞叶癫痫模型,对比研究一线抗癫痫药包括丙戊酸钠和左乙拉西坦,和FBP于给药期间和停药后的抗癫痫发作药效;用Morris水迷宫试验评价一线抗癫痫药和FBP对癫痫动物学习记忆能力的影响。(2)探究FBP抑制糖酵解作用与其抑制癫痫发作的关系:采用清醒动物脑微透析的方法研究FBP对慢性癫痫动物发作间期和发作期乳酸水平和神经递质水平的影响;随后于毛果芸香碱诱导的急性癫痫发作模型中利用靶向工具药阻断乳酸穿梭,以观察其对急性癫痫发作、乳酸水平和神经递质水平的影响,从而对比分析FBP的作用方式和作用特点。(3)探究FBP对星形胶质细胞糖代谢和谷氨酸代谢的影响:利用同位素标记的谷氨酸钠联合质谱检测分析FBP处理对谷氨酸在人星形胶质细胞HA细胞中多条代谢通路的影响,包括进入三羧酸循环代谢、流向谷胱甘肽(GSH)合成和经由经典通路转化为谷氨酰胺等。(4)采用免疫组织化学的方法考察FBP对慢性癫痫动物海马区的神经保护作用。实验结果:(1)FBP在慢性癫痫模型中表现出相较于阳性药物更快速、更稳定、更持久的抑制癫痫发作的效果,特别是在停药后仅有FBP组动物能够维持抗癫痫效果;同时仅有FBP对慢性癫痫动物的学习能力具有改善作用。(2)FBP可以对抗癫痫发作诱导因素引起的慢性癫痫动物海马区乳酸水平升高,维持发作间期谷氨酸水平处于正常水平,并恢复谷氨酸能神经元对外界刺激的正常响应;两个不同靶点的乳酸穿梭阻断剂均能显著对抗癫痫发作,其中单羧酸转运体抑制剂强烈升高细胞间隙乳酸水平而乳酸脱氢酶抑制剂表现出明显抑制,二者均显著抑制谷氨酸水平使其大大低于正常水平;这种不同指出,FBP并非单纯地抑制星形胶质细胞糖酵解或乳酸穿梭而是调控其代谢活动和与此关联的神经递质代谢过程。(3)FBP可差别地调控HA细胞的糖代谢和谷氨酸代谢:FBP抑制糖酵解活动并促进葡萄糖进入三羧酸循环,但不影响其流向GSH合成通路;促进谷氨酸进入三羧酸循环氧化分解或进一步流向天冬氨酸合成,选择性促进胞外谷氨酸流向GSH合成并释放到细胞外,也同时促进谷氨酸转化为谷氨酰胺。(4)FBP改善慢性癫痫动物海马脑区星形胶质细胞和神经元随疾病发展而出现的退化。研究结论:一方面,FBP通过调控星形胶质细胞糖酵解稳定慢性癫痫动物脑内乳酸水平从而有利于抑制癫痫急性发作;另一方面FBP促进星形胶质细胞三羧酸循环,增强其谷氨酸清除能力并促进谷氨酸转化为脑内重要的抗氧化物质谷胱甘肽,从而将引发癫痫发作及神经退化的毒性物质快速转化为具有神经保护作用的物质。以上作用合理地解释了 FBP兼具抑制癫痫发作和促进癫痫脑组织结构和功能修复的药效特色和优势。研究结果不仅为后续开发FBP为新型抗癫痫药物提供了药效和理论依据,也为研发更加安全有效的新型抗癫痫药物提供了线索。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R96
【图文】：
大学硕士学位论文逦ＦＢＰ对慢性癫痫的治疗作用及其作用特点逡逑药物ＶＰＡ控制作用差异性明显，尤其是在停药后可见动物癫痫发作情况组内逡逑异很大。由此可见，ＦＢＰ给药组抗癫痫效果起效更快，作用更稳定，尤为重要的逡逑撤去药物后一段时间内仍可保持一定药效，这是目前临床抗癫痫药物所不具逡逑的特点。逡逑
逦ＦＢＰ对慢性癫痫的治疗作用及其作用特点逡逑慢性癫痫动物学习能力和癫痫发作情况的相关性进行了研究，结果如图２．２，动物逡逑发作频率与学习得分呈显著相关（ｒ２邋＝－０．４６６，邋ｐ邋＝邋０．００７），发作频率越高则动物逡逑的学习评分越低：对于正常姐动物，学习得分为２．６１邋±０．３２分，Ｉ类癫痫动物（３．００逡逑±０．００次）学习得分１．５０邋±邋０．３１分，ＩＩ类癫痫动物（３．３８邋±０＿６２次）学习得分１．５４邋±０．２８逡逑分，ＩＩＩ类癫痫动物（４．５０±０．５０次）学习得分０．００±０．００分，ＩＶ类癫痫动物（１１．２７士逡逑６．４０次）学习得分０．００邋±０．００分。而在高架十字迷宫试验中，可观察到癫痫动物在逡逑开放臂中停留的时间比例（７２．５邋±３．７邋％，邋ｎ邋＝邋３２）相较于正常动物（２７．８邋±６．１邋％，逡逑ｎ＝１８）提高进两倍，有极显著差异（ｐ＜０．００１），但是不同级别的癫痫动物之间逡逑未见显著相关性（ｒ２邋＝邋０．２２１
为了进一步考察ＦＢＰ及各种抗癫痫药物对癫痫动物学习能力的影响，另选取逡逑一批毛果芸香碱诱导的慢性癫痫动物（ｎ＝５６），均R肿椴醋楸鸾形冢保堤戾义系母舛ǹ占溲澳芰Γ⒁哉６镂哉铡Ｊ笛榻峁缤迹玻矗６哉斟义隙镎业揭仄教ǖ钠骄颖芮狈谑牵叮矗保稿
本文编号：2785076
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R96
【图文】：
大学硕士学位论文逦ＦＢＰ对慢性癫痫的治疗作用及其作用特点逡逑药物ＶＰＡ控制作用差异性明显，尤其是在停药后可见动物癫痫发作情况组内逡逑异很大。由此可见，ＦＢＰ给药组抗癫痫效果起效更快，作用更稳定，尤为重要的逡逑撤去药物后一段时间内仍可保持一定药效，这是目前临床抗癫痫药物所不具逡逑的特点。逡逑
逦ＦＢＰ对慢性癫痫的治疗作用及其作用特点逡逑慢性癫痫动物学习能力和癫痫发作情况的相关性进行了研究，结果如图２．２，动物逡逑发作频率与学习得分呈显著相关（ｒ２邋＝－０．４６６，邋ｐ邋＝邋０．００７），发作频率越高则动物逡逑的学习评分越低：对于正常姐动物，学习得分为２．６１邋±０．３２分，Ｉ类癫痫动物（３．００逡逑±０．００次）学习得分１．５０邋±邋０．３１分，ＩＩ类癫痫动物（３．３８邋±０＿６２次）学习得分１．５４邋±０．２８逡逑分，ＩＩＩ类癫痫动物（４．５０±０．５０次）学习得分０．００±０．００分，ＩＶ类癫痫动物（１１．２７士逡逑６．４０次）学习得分０．００邋±０．００分。而在高架十字迷宫试验中，可观察到癫痫动物在逡逑开放臂中停留的时间比例（７２．５邋±３．７邋％，邋ｎ邋＝邋３２）相较于正常动物（２７．８邋±６．１邋％，逡逑ｎ＝１８）提高进两倍，有极显著差异（ｐ＜０．００１），但是不同级别的癫痫动物之间逡逑未见显著相关性（ｒ２邋＝邋０．２２１
为了进一步考察ＦＢＰ及各种抗癫痫药物对癫痫动物学习能力的影响，另选取逡逑一批毛果芸香碱诱导的慢性癫痫动物（ｎ＝５６），均R肿椴醋楸鸾形冢保堤戾义系母舛ǹ占溲澳芰Γ⒁哉６镂哉铡Ｊ笛榻峁缤迹玻矗６哉斟义隙镎业揭仄教ǖ钠骄颖芮狈谑牵叮矗保稿
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