（药理学专业论文）反复热性癫痫发作对scn1a基因变异大鼠脑功能的影响.pdf

目录 一、摘要 中文论著摘要。1 英文论著摘要3 二、英文缩略语5 三、论文 前耋6 日u 舌 u 材料与方法7 实验结果1 1 讨论1 9 结论2 2 四、本研究创新性的自我评价2 3 五、参考文献2 4 六、附录 综述2 7 在学期间科研成绩3 5 致谢3 6 个人简介3 7 中文论著摘要 反复热性癫痫发作对s c n l a 基因变异大鼠脑 功能的影响 翮菁 热性癫痫( f e b r i l es e i z u r e ：f s ) 是指伴随生后6 个月到6 岁的婴幼儿发热而发 生的，非中枢神经系统感染及病理学异常、外伤等原因引起的全身性痉挛。热性 癫痫是d , j l 期所见痉挛中最多的一种，全世界有2 - 5 的确诊患者【】。另外，日 本人的发病率约为8 1 0 ，较其他地方偏高【7 】o s c n la 基因变异与热性癫痫( f e b r i l es e i z u r ep l u s ，f s + ) 有关。某些具有热性 癫痫的患者也表现出焦虑，智力迟钝和共济失调症状。这些合并症可能是由癫痫 的反复发作，修饰基因或是环境因素导致的。然而，确切机制尚且不明。因此， 本研究采用s c n l a 基因变异的对热诱导敏感的大鼠，来弄清：1 这些合并症是否也 在此鼠模型中表现出来；2 反复热性癫痫发作对s c n l a 基因变异大鼠脑功能的影响 材料与方法 1 、实验动物使用s c n l a 基因变异大鼠模型雄性f 3 4 4 n s l c s c n l a 伽7 大 鼠( 同本东京大学，日本国家大鼠生物资源工程) ，和其同窝野生型雄性大鼠。 2 、实验动物分为3 组：实验组1 ( g 。) 为野生型f 3 4 4 大鼠作为正常对照组； 实验组2 ( g ：) 为基因变异的f 3 4 4 n s l c s c n l a 脚7 大鼠；实验组3 ( g 。) 为从5 周龄起被诱导过热性癫痫发作的f 3 4 4 n s l c - s c m a 删7 大鼠。 3 、在5 周龄时诱导g 3 组大鼠热性癫痫发作5 次。 4 、行为学实验部分： ( 1 ) 足迹法步态分析以研究基因变异大鼠是否存在步态异常。 ( 2 ) 平衡木实验评价s c n l a 基因变异大鼠的协调运动及平衡感状况，此实验 及上面的步态分析实验均为对小脑功能的检测。 ( 3 ) 高架十字迷宫实验检测s c n l a 基因变异大鼠是否存在焦虑等情感障碍。 ( 4 ) 八臂放射状迷宫实验检查s c n l a 基因变异大鼠的空间学习和记忆能力。 5 、电生理学实验部分： 突触传递长时程增强效应( l 1 p ) 实验以弄清s c n l a 基因变异大鼠的空间学习 记忆能力的表现是否伴有海马c a 。区突触可塑性的相应改变。 睦蟹 昌日7 卜 在步态分析和十字迷宫实验中，3 组间未见明显差异。但在平衡木实验中，g ： 和g 。与对照组相比失脚滑脱的次数明显增加( p o 0 5 ) 。在八臂放射状迷宫实验 中，g ：和g 。组的参考记忆错误次数明显高于g 。( p o 0 5 ) ，统计学上具有显著差异。 同时，l t p 实验的结果与八臂迷宫的结果吻合，g ：和g 。组与正常对照组相比, l t p 水平 显著下降( g ，：1 8 4 1 5 0 2 3 ，n = 5 ；g 2 ：1 5 0 。4 0 0 7 0 ，n = 5 ：g 3 ：1 5 2 3 2 0 5 1 ，n = 6p o 0 1 ，t - t e s t ) 。然而，g ：和g 。组之间在任何一项实验中均未表现 出明显的差异性。 结论盅日匕 综合以上实验结果，我们可以得出以下结论：1 f 3 4 4 n s l c s c n l a 基因变异鼠 表现共济失调和空间记忆障碍；2 反复的热性癫痫发作并没有使这些合并症恶化。 关键词 热性癫痫；s c n l a 基因变异；记忆；共济失调；焦虑；长时程增强效应 2 英文论著摘要 t h ei n f l u e n c eo fr e c u r r e n t f e b r i l es e i z u r e st ot h e b r a i nf u n c t i o ns c n l am u t a n tratsbrainu n c t m n i nc n lau t a n t i n t r o d u c t i o n s c n l am u t a t i o n sh a v eb e e ne x a m i n e di n f e b r i l es e i z u r e s ，i n f a n t i l es e v e r e m y o c l o n i ce p i l e p s y a n dg e n e r a l i z e d e p i l e p s y f e b r i l es e i z u r e s p l u s e t c s c n l a m u t a t i o n sa r el i n k e dt og e f s + s o m ep a t i e n t sw i t hg e f s + a l s oe x h i b i ta n x i e t y , m e n t a l r e t a r d a t i o n ，a u t i s t i cb e h a v i o ra n da t a x i a t h e s ec o m p l i c a t i o n sm i g h tb ec a u s e db y r e c u r r e n ts e i z u r e s ，m o d i f i e rg e n e s ，o re n v k o n m e n t a lf a c t o r s t h em e c h a n i s mh a s r e m a i n e du n c l e a r t h e r e f o r e ，i nt h i ss t u d y , h y p e r t h e r m i ai n d u c e ds e i z u r es u s c e p t i b i l i t y r a t sw i t hs c n lam i s s e n s em u t a t i o nw e r eu s e dt oo b s e r v et h e i rp h y s i o l o g i c a lm o t o r f u n c t i o n ，e m o t i o n ，l e a r n i n ga n dm e m o r yf u n c t i o n s ，m o r e o v e r , t h ei n f l u e n c eo f r e c u r r e n t f e b r i l es e i z u r e st ot h e i rb r a i nf u n c t i o n m a t e r i a l sa n dm e t h o d s m a l ef 3 4 4 n s l cw i l d - t y p er a t sa n df 3 4 4 n s i c s c n lam u t a n tr a t sw h i c hh a v ea m i s s e n s e 叫14 17 h ) m u t a t i o ni nt h ev o l t a g eg a t e ds o d i u mc h a n n e la ls u b u n i tg e n e ( s c n la ) a n de x h i b i tc l o n i cs e i z u r e si n d u c e db yh y p e r t h e r m i aw e r eu s e d t h e r a t sw e r e d i v i d e di n t o3g r o u p s ：w i l d - t y p e ( g 0 ，s c n lam u t a n tr a t sw i t hn oi n d u c t i o no ff e b r i l e s e i z u r e ( g 2 ) ，a n ds c n la m u t a n tr a t sw i t hi n d u c t i o n ( f r o m5 w e e ko l d ，e v e r yo t h e rd a y , f o r5t i m e s ) o ff e b r i l es e i z u r e ( g 3 ) f o rb e h a v i o r a le x p e r i m e n t s ，f o o t p r i n tg a i ta n a l y s i s ， b a l a n c eb e a mt e s t ，e l e v a t e dp l u sm a z et e s ta n d8 - a r mr a d i a lm a z et e s tw e r ep e r f o r m e d s u c c e s s i v e l yw i t haf e wd a y s i n t e r v a lf r o m12 - w e e ko l d a n df o re l e c t r o p h y s i o l o g i c a l e x p e r i m e n t ，t h er a t so ft h e3g r o u p sw e r ed e c a p i t a t e da n dt h e i r b r a i n sw e r er e m o v e dt o r e c o r dl t p ( 1 0 n gt e r mp o t e n t i a t i o n ) a tt h ea g eo f7 - 8w e e k s o l d 3 r e s u l t s t h e r ew e r en os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sa m o n gt h e3g r o u p si nf o o t p r i n tg a i t a n a l y s i so re l e v a t e dp l u sm a z et e s t ；b u ti nb a l a n c eb e a mt e s t ，c o m p a r e dw i t h t h e w i l d t y p e ( g1 ) ，m u t a n tr a t sw i t hn of s ( f e b r i l es e i z u r e ) ( g 2 ) a n dm u t a n tr a t sw i t hf s ( g 3 ) s h o w e ds i g n i f i c a n t l yi n c r e a s e df o o ts l i p s ，a n di nr a d i a lm a z e t e s t ，r a t so fg 2a n d g 3m a d es i g n i f i c a n t l ym o r et o t a le r r o r sa n dr e f e r e n c em e m o r ye r r o r st h a nt h o s eo f g r o u p 1 a tt h es a m et i m et h er e s u l t so fe l e c t r o p h y s i o l o g i c a le x p e r i m e n tw e r ei n c o n s i s t e n tw i t ht h er e s u l t sa b o v e r a t si ng 2a n dg 3e x h i b i t e ds i g n i f i c a n t l yl o w e rl t p l e v e lt h a nt h o s ei ng 1 h o w e v e r , t h e r ew e r en os i g n i f i c a n td i f f e r e n c e sf o u n db e t w e e n g 2a n dg 3i na n yo ft h e s ee x p e r i m e n t s c o n c l u s i o n a l lt h er e s u l t si n d i c a t et h a tf 3 4 4 n s l c - s c n l am u t a n tr a t sd i s p l a yac o m p l i c a t i o n o fa t a x i aa n dm e m o r yd y s f u n c t i o n ，w h a t sm o r e ，t h o u g hf e b r i l es e i z u r ew a si n d u c e d 5 t i m e si ng 3 ，t h es y m p t o m sa l en o tw o r s et h a nt h o s em u t a n tr a t sw i t hn oi n d u c t i o no f f e b r i l es e i z u r e k e vw o r d s f e b r i l es e i z u r e ：s c n l am u t a t i o n ；m e m o r y ；a t a x i a ；a n x i e t y ；l t p 4 英文缩略语 5 论文 反复热性癫痫发作对s c n l a 基因变异大鼠脑 功能的影响 - ，! 鱼 莉置 所谓热性癫痫( f e b r i l es e i z u r e ：f s ) 是伴随生后6 个月到6 岁的婴幼儿发热而 发生的，非中枢神经系统感染及病理学异常、外伤等原因引起的全身性痉挛。热 性癫痫是d , j l 期所见痉挛中最多的一种，全世界有2 - 5 的确诊患者【m 】。另外， 日本人的发病率约为8 1 0 ，较其他地方偏副7 1 。 热性癫痫的预后原则上良好，6 0 7 0 的患者为仅痉挛发作一次的单纯性热性 癫痫。但是，有2 - 5 的患者6 岁以后热性癫痫治愈后却发生以无热性癫痫为特征 的全身性癫痫伴热性痉挛( g e n e r a l i z e de p i l e p s yw i t hf e b r i l es e i z u r e sp l u s ：g e f s + ) 【8 ，9 】。另外，尽管发病率稀少，婴幼儿期严重肌阵挛性癫痫( s e v e r em y o c l o n i ce p i l e p s y o fi n f a n c y ：s m e i ) 也是由于婴幼儿期热性癫痫的反复发作引起的、发作时伴有生 命危险的一种癫痫综合症。 据报道，s c n l a 基因( 即编码电压门控的钠通道n a v l 1 的孔道形成亚单位q1 亚单位的基因【l o 】) 变异是热性癫痫及以上两种癫痫综合症的主要相关因素【1 1 1 5 】。 而s c n l a 基因负责兴奋性细胞膜内动作电位的引发、维持和传播。许多s c n l a 基 因变异会导致无功能性等位基因产生，从而引起钠通道功能低下。 临床中，许多癫痫患者合并有共济失调和精神症状，包括抑郁，焦虑，精神障 碍，认知及人格方面的改变 1 6 - - 2 1 1 ，且在身体发育阶段反复的癫痫发作与长期学习、 记忆和活动减退及突触传递效率的损害有关【2 2 1 。以上的合并症可能由反复的癫痫 发作、修饰基因或环境因素引起，然而，在s c n l a 基因变异大鼠模型方面还未有 相关的报道，确切的造成大脑这些功能障碍的病因机制也尚不明确。s c n l a 基因变 异大鼠模型f 3 4 4 n s l c - s c n l a 删7 大鼠恰好有助于这样的研究，因此，本研究欲 采用f 3 4 4 n s l c 一铴儿删。大鼠模型，通过行为学和电生理学实验相结合的方式来 弄清以下两个问题：1 研究s c n l a 基因变异大鼠是否也表现出这样的合并症，如 6 共济失调、焦虑或是学习记忆功能障碍；2 弄清反复热性癫痫发作对s c n l a 基因 变异大鼠大脑功能的影响。 材料与方法 l 、实验动物与热性癫痫发作的诱导 ( 1 ) 实验动物 所有的动物实验都是按照冈山大学动物管理与使用委员会所批准的实验方法 进行的。我们使用雄性f 3 4 4 n s l c 一5 锄肠旬哪大鼠( 日本东京大学，日本国家大鼠 生物资源工程) ，和其同窝野生型雄性大鼠。f 3 4 4 n s l c s c n a 删。大鼠在其电压 门控的钠通道q1 亚单位基因( s c n l a ) 发生错义突变( n 1 4 1 7 h ) ，并表现出热诱导的 阵挛性发作( 如图1 ) 。动物在标准条件下饲养( 1 2 小时交替照明，自由进食饮水。) 。 a b n 1 4 1 7 h p o r e - f o r m i n gr e g i o n c gat 囡gtagat 团gt p ， 幽6 脚也圈三耋三 图l ，f 3 4 4 n s l c - s c n l a r 删s 大鼠在其s c n l a 基因上发生了错义突变。( a ) n 1 4 1 7 h 突变位于电压门控的钠通道伍l 亚单位的孔道形成区域。( b ) 基因测 序分析法验证n 1 4 1 7 h 突变的存在。( c ) 含有n 1 4 1 7 h 突变位点的p c r 片 段经限制性酶b a ri 消化后在3 琼脂糖凝胶上电泳的结果。 7 ( 2 ) 热性癫痫发作的诱导 使用5 周龄的雄性f 3 4 4 n s l c s c n l ak y 0 8 1 l 大鼠。癫痫发作诱导方法是 k l a u e n b e r g 掣2 3 1 所描述的模型基础上稍加改进。简言之，将大鼠放入一个1 9 0x 2 4 7x1 5 5c m 的水浴箱( t h e r m om i n d e rs dm i n i ，t a i t e c ，j a p a n ) ，箱内加4 5 温水，水深7 厘米。将大鼠置于水中最长5 分钟或直到癫痫发作。癫痫一旦发作， 迅速从水浴中救出大鼠并开始监测癫痫的发作情况直至大鼠恢复。同法每隔一天 诱导一次，共诱导5 次。所有过程均由录像记录。 2 、初步观察 实验用鼠首先在鼠笼中观察其一般健康状况、胡须多少和被毛外观。行为学 实验开始和结束时都要测大鼠体重。并评价其感觉和运动反射功能。 3 、行为学实验的实验设计 实验动物分为3 组：实验组1 ( g 。) 为野生型f 3 4 4 大鼠，作为正常对照组； 实验组2 ( g ：) 为基因变异的f 3 4 4 n s l c - s c n l ak y o 跗大鼠；实验组3 ( g 3 ) 为从5 周龄起被诱导过热性癫痫发作的f 3 4 4 n s l c s c n l ak y 0 8 大鼠。如图1 所示，当大 鼠达到1 2 周龄时( g 。组，从5 周龄起，隔天诱导热性癫痫发作一次，共五次；对 于所有实验动物，从行为学实验开始前7 天起，每天抚摸每只大鼠5 分钟) ，行为 学实验分两轮进行。每轮的实验顺序都是先足迹法步态分析，然后是平衡木实验 和高架十字迷宫实验，不同实验之间间歇2 3 天。最后，约1 4 周龄时开始八臂放 射状迷宫实验，在高架十字迷宫实验与八臂放射状迷宫实验之间的间歇期开始控 制大鼠的饮食。 e a c hg r o u p ：n - 1 2 1 4 8 对于实验组3 来说，5 周龄时开始诱导热性癫痫发作5 次，其他组不做任何处 理，至1 2 周龄时，对所有实验组的实验动物进行一系列的行为学实验：先是足迹 法步态分析，然后是平衡木实验，接下来为高架十字迷宫实验，最后是八臂放射 状迷宫实验。 4 、足迹法步态分析 实验方案来自f e r n a g u t 等人的设计。将大鼠的前脚爪用金黄色墨水涂抹， 双后爪涂成黑色。然后驱使大鼠穿过一个照明良好的有机玻璃通道，到达通道另 一端的一个黑色的目标箱，通道底面铺一张记录纸( 5 0 c m x1 0 c m ) 。正式实验之前， 先让大鼠试着通过此通道2 3 次以适应实验装置。手工测量每只大鼠的步长，步 宽和前后足重合距离。前足步长( f s l ) 的定义是同侧连续两个前足迹之间的距离， 同理，同侧连续两个后足迹间的距离为后足步长( r s l ) ；前足步宽( f 1 3 w ) 指两侧两 个前足印间的垂直距离，两后足印间垂直距离为后足步宽( r b w ) 。前后足迹重和距 离( f - r o ) 指同侧前足与后足迹间的距离。分析每只大鼠的至少两步内的各项指标， 排除最初和最终的脚步以及有明显停顿和减速的足迹。 5 、平衡木实验 平衡木实验是评价大鼠或小鼠的协调运动及平衡感的一项实验。平衡木实验 所用实验装置如图3 a 所示。平衡木( 长1 0 5 c m ，宽1 2 m m ) 距离地面1 0 0 厘米并 与地面平行设置。平衡木的一端靠近强光源，另一端连有一个黑色的安全箱( 2 0 1 8 3 0c m ) ，将大鼠放置在有强光的一端，大鼠会习惯性的向着黑色的安全箱 方向移动【2 5 2 6 1 。实验时每只大鼠允许练习通过一次，正式实验中记录每只大鼠的 通过时间( c r o s s i n gt i m e ) 和通过过程中后肢从平衡木上滑脱的次数( n u m b e ro f f o o t f a l l s ) 。整个实验经录像记录以备后续分析。 6 、高架十字迷宫 顾名思义，本实验所用的高架十字迷宫就是一个距地面6 0 厘米高的十字形迷 宫，迷宫具有两个相对的封闭的臂( 5 0 c m 1 0 c m x3 0 c m ) 和两个相对的开放的臂 ( 5 0 c m x1 0 c m ) 。首先将大鼠置于适当照明的测试实验室，让其在原鼠笼适应测试 环境5 分钟。然后将一只大鼠置于中央平台( 1 0 c m x1 0 c m ) 并使其头部面相一个开 9 放的臂，允许其自由探索迷宫各个臂5 分钟。每个实验动物的5 分钟自由探索实 验均被录像以备后续的打分和数据分析。每个动物实验之后需用7 0 的酒精彻底 清洁迷宫。所评价的焦虑相关变量包括：进入率即进入开放臂的次数占进入开放 臂和封闭臂总次数的百分率；进入时间率即在开放臂所花的时间占在所有臂所花 总时间的比率。进入臂指大鼠四爪都进入某一臂。实验结果由不清楚本实验设计 的实验人员打分并分析。 7 、八臂放射状迷宫 本实验在先前n a i ea n dm a n a h a n v a u g h a n 所描述的方法旧基础上有所修改。 实验装置由一个中央平台( 直径2 6c m ) 和8 个同样大小的从中央向四周放射的臂 组成。迷宫距地面8 0 厘米。每个臂的远端有一个放食物粒( 4 5 r a g ；b i o s e r v ：a h o l t o ni n d u s t r i e s ，f r e c h t o w n ，n j ，u s a ) 的小杯。实验在防音实验室进行，迷宫 外实验室的四壁要策略性地放置一些视觉线索物品( 如三角形，正方体或球体的 物品) 。 由于八臂迷宫实验是一种食物性的行为模型，所以必须从实验前一周开始控 制大鼠饮食，使其体重降为最初的8 5 一9 0 ，从而使动物在实验时具有取食驱力。 正式实验训练开始之前，每天对每只大鼠进行一次预训练，持续3 天，以使其熟 悉放射状迷宫。预训练第一天，迷宫所有臂均匀撒上食物粒，3 4 只大鼠同时放 到迷宫中并允许其自由探索并取食食物粒直到所有食物粒都被取食。接下来两天 的预训练中，每个臂的食物杯中只放一颗食物粒，每次将一只大鼠置于迷宫自由 探索取食直到所有食物粒都被取食。正式训练阶段中，只有四个臂放置食物粒， 并且食物粒放置位置和顺序在整个迷宫实验中保持不变。首先将大鼠置于中央平 台，中央平台先用圆形透明的有机玻璃门与所有臂隔开2 0 秒以便大鼠先辨明方 向。然后打开门，允许大鼠自由进入各臂并取食直到4 个食物粒都被取食或1 0 分 钟过去。每天一次持续训练大鼠直到其达到标准即在5 天的连续训练中每天错误 次数小于等于1 次。大鼠进入没有食物的臂的次数记为总错误数( t e ) ；第一次进 入未放置食物的臂记为参考记忆错误( r m e ) ；而再次进入食物粒已经被取食的臂记 为工作记忆错误( w m e ) 。取每5 天数据的平均数。不同实验对象的实验间歇需用酒 精清洁迷宫以防实验动物根据气味线索探索取食。 1 0 电生理学实验 8 、长时程增强效应( l t p ) ( 1 ) 急性海马脑片的制备和电生理记录： 制备海马脑片的技术在前人所述【2 8 】的基础上稍加修改，简单地说就是，取7 - 8 周龄的雄性f 3 4 4 n s l c s c n l ak y 0 8 11 大鼠和其同窝野生型大鼠，乙醚麻醉，断 头取脑，脑取出后迅速浸入冰冷的人工脑脊液( a c s f ) 中2 0 分钟，之后分离出海马， 然后将海马固定在琼脂糖凝胶所制的固定台上，用振动切片机从背侧海马切成4 0 0 微米厚的脑片，脑片预孵育在一个浴槽中，浴槽充满人工脑脊液，通以9 5 0 ：一5 c 0 ： 的混合气体，并维持2 8 。c 左右的温度，至少孵育2 小时。人工脑脊液的成分如下 ( i nm m ) ：1 2 5n a c l ，2 6n a h c 0 4 ，1 1g l u c o s e ，2 5 k c i ，1 2 5n a h 2 p 0 4 ，2c a c l 2 ， 1 3m g s 0 4 电刺激主要用p a n a s o n i cm e d6 4s y s t e m ( a l p h am e ds c i e n c e s ，o s a k a ， j a p a n ) 。脑片经预孵育之后转移至m e d 探针中并用脑片锚定装置固定，镜下调整 脑片的位置并拍照，然后放入具有灌流系统的培养箱，灌流速度为1 5 2 0 m l m i n ，温度3 2 。c ，开始细胞外记录电压。刺激s c h a f f e r 侧枝通路以诱导场兴 奋性电位( f e p s p s ) 。基线刺激强度调整至使其产生最大反应( 电压振幅) 的 4 0 5 0 即可，而l t p 的诱导则采用条件脉冲的高频刺激( h f s ) ( 1 0 0 h z s ) 。f e p s p s 的振幅根据强直刺激前2 0 分钟的基线振幅水平来标准化。数据表示为均数标准 误( s e m ) 数据一直取至l t p 诱导后6 0 分钟，经学生t 检验，p o 0 5 则视为差 异具有显著性。 9 、统计学分析 所有实验结果均采用s t u d e n t t 检验，p 0 0 5 ，学生t 检验) 2 、平衡木实验 为研究s c n l a 基因突变大鼠是否存在运动协调和平衡功能障碍我们进行了平 衡木实验。实验结果如图3 在后肢滑脱次数方面，两个基因变异大鼠组与对照组 相比明显增加，且差异具有统计学意义( p o 0 5 ，s t u d e n t - t 检验) 。 6 5 4 3 2 1 0 f o o tf a n u m b e r s g 1g 2 图4 ，用于检测运动协调与平衡功能的平衡木装置。( a ) 平衡木一端的强光 刺激大鼠向另一端运动以完成实验。( b ) 计数大鼠后肢从平衡木上滑脱的次数。 ( c ) 3 个实验组的大鼠后肢从平衡木上滑脱的次数，实验组2 和实验组3 与对照 1 4 协loqi-c3c=_#pool - l 组相比，滑脱次数增加，且差异有统计学意义( p o 0 5 ，t - t e s t ) 和进入时间率( g l = 31 3 6 ；g 2 = 2 9 4 a ；g 3 - - 3 3 _ 5 4 ；p ) o 0 5 ，t - t e s t ) ，因此基因变异大鼠未表现出焦虑相关的行为 迹象。 a 0 6 0 5 茎： o 茎： 击锄 o 圈 圉 o ，t 断- 图5 ，s c n l a 基因变异大鼠在高架十字迷宫实验中未表现出焦虑相关的行 为。每个统计条代表相应组的均数标准误( s e m ) ，n l = 1 2 ，n 2 = 1 4 ，n 3 = 1 3 a 3 组 间相似的开臂进入率；b 3 组实验动物在开臂所花的时间相似。 1 5 4 、八臂放射状迷宫 通过八臂放射状迷宫实验检测了3 组实验动物的空间学习和记忆表现，实验组 1 为野生型对照组( n = 1 2 ) ，实验组2 为基因突变大鼠( n = 1 4 ) ，实验组3 为诱导热 性癫痫发作过5 次的基因变异大鼠( n = 1 3 ) ( 如图5 ) 。3 个实验组的大鼠都表现出 随着实验训练天数的增加而犯错误的次数逐渐减少的趋势。实验组2 和实验组3 的总错误数( 见图5 a ) 和参考记忆错误次数( 图5 b ) 在第5 5 天( 即从第5 1 到第 5 5 天错误数的均值) 和第6 0 天( 即从第5 6 天到第5 5 天错误数的均值) 与对照 组相比显著增加( p o 0 5 ) ，这表明所有的基因变异大鼠( 包括实验组2 和实验组 3 ) 的长期学习和记忆功能有所减退。而工作记忆错误数在3 组间没有明显差异( 图 5 c ) ，因此没有清晰的证据表明s c n l a 基因变异大鼠( 包括实验组2 和实验组3 ) 伴有短期记忆功能损害。另外，未发现实验组2 和实验组3 之间在总错误数，参 考记忆错误数或是工作记忆错误数上存在明显差异。 a 5l o1 52 02 53 03 54 0 唾55 05 5 d 毫玎 1 6 i g l 一睨 一。 7 6 5 4 s 2 l o 卜 5l o1 52 02 53 03 54 04 55 05 5 6 0 d a t 5l o1 5衢衢4 0t 55 0晒 6 0 d a ， 一g i 一g 2 卜g l p c 2 一og 3 图6 ，八臂放射状迷宫所测的3 组大鼠整体学习和记忆表现情况。 ( t e ：t o t a le r r o r ：r m e ：r e f e r e n c em e m o r ye r r o r ：w m e ：w o r kin gm e m o r y e r r o r ) 数据表示为每5 天实验的均数标准误( s e 岫( 5d a y s ：n 1 = 1 2 ，n 2 = 1 4 ， 1 1 3 = 1 3 ) ，与对照组相比，经学生t 检验后，p 0 0 5 视为差异具有显著性。( a ) 研 究末期，实验组2 和实验组3 的总错误数较对照组明显增加。( b ) 实验末期，与 对照组相比，实验组2 和实验组3 的参考记忆错误数显著增加。( c ) 工作记忆错 误数在3 组间没有明显差异。 1 7 5 s 5 2 5 l 5 o 孔 幺 l 乱 譬叠 6 t 2 l 8 6 t 2 o l l l 饥 倪 饥 仅 篁i 5 、长时程增强实验( l t p ) 八臂放射状迷宫实验结果表明s c n l a 基因变异大鼠( 包括实验组2 和实验组 3 ) 伴有认知功能损害，为了弄清这种空间学习记忆损害的表现是否伴有大鼠海马 c a 。区突触可塑性的改变，我们研究了对照组和实验组2 、3 的急性海马脑片中 s c h a f f e r 侧枝通路上长时程增强效应( l t p ) 的诱导情况。经高频刺激诱导出l t p 之后，两个基因变异组大鼠的海马脑片均表现出较对照组明显减弱的l t p 水平， 尤其是在强直刺激后的第5 0 分钟到第6 0 分钟之间的l t p 水平均值上两个基因变 异组显著降低。( g 1 ：1 8 4 1 5 士o 2 3 ，n 1 = 5 ；g 2 ：1 5 0 4 0 土0 7 0 ，n 2 = 5 ； g 3 ：1 5 2 3 2 - 0 5 1 ，n 3 = 6 ；p 0 0 1 ，t - t e s t 见图6 ) 。此实验结果与八臂放射状 迷宫实验的结果吻合，再次证明了s c n l a 基因变异大鼠( 包括实验组2 和实验组 3 ) 的记忆功能减退。 久 n o r m a l i z o df e p sp a m 翻i t u d o 馍) 喇- 5 - 0 巧051 01 5 绚为衡码弱 t i 丌愉( n l i n ) 7 - 8 wo l d ，n l = 5 ，n 2 = 5 ，n 3 = 6 ；p 3 0 分钟) 的热性癫痫发作的患者会患急 性海马水肿，且在急性期后的几个月内消退。【2 2 ，2 3 1 另一项研究1 9 】对2 7 名复杂性热性癫痫发作后6 天以内的婴儿进行了磁共振检 查，结果发现，1 5 名局灶性热性癫痫发作的婴儿中有6 名有影像学异常，但全身 性热性癫痫发作的1 2 名患者中无一人有影像学异常。磁共振显示伴有单侧性热性 癫痫的6 名婴儿中的具有围产期发作史的2 名患者有双侧海马萎缩。剩下的4 名 婴儿的影像学改变表明癫痫发源的大脑半球的海马急性水肿。对这4 名婴儿进行 的磁共振随访检查表明海马发生硬化。而这4 名患者都有显著的长发作持续时间， 平均9 9 分钟。当把临床参数和磁共振检查异常联系起来分析时就会发现海马损伤 很可能与持续长时间的局灶性热性癫痫发作有关。这些发现证实了持续时间长的 和局灶性的热性癫痫发作可以偶尔造成急性海马涉及硬化的损伤鲫而引发这种损 伤的必要基质还比清楚。 3 、动物研究 持续时间长的热性癫痫 应用动物模型的好处是可以人为诱发热性癫痫，可以控制发作的时间和频率， 可以快速进行前瞻性研究等。实验性热性癫痫发作可以在大鼠的海马发育相当于 人类婴儿期的年龄开始诱发发作。这些发作主要表现为肢体发作且涉及海马结构。 【2 4 】t 0 t h 等人的研究【2 5 】表明在婴儿期持续长时间( 2 0 分钟) 的热性癫痫发作的模 型鼠中，在发作2 4 小时内神经元的细胞骨架改变明显，且持续好几周，但并不导 致海马神经元损失。d u b e 等人应用连续磁共振成像研究发现7 5 和8 7 5 的持续 长时间热性癫痫发作后的幼年大鼠分别在2 4 小时和8 天的时间点上有异常自旋迟 缓时间( t 2 ) 信号增强表现。t 2 值改变的部位包括背侧海马，梨状皮质和杏仁核， 但这些改变并不伴有这些区域的神经元死亡或是损伤。【2 6 】因此，这种磁共振成像 改变很可能代表可逆性变化。 反复的热性癫痫发作 短暂而反复的热性癫痫发作在儿童中最常见。c h a n g 等人对暴露于频繁热性 癫痫发作的婴儿大鼠进行的研究【2 7 】发现，没有急性神经元损伤、慢性神经元丢失 或是海马区长期异常苔藓纤维发芽。可是，海马功能特点的永久改变明显。 2 7 , 2 8 】。 与对照组和单次癫痫发作组相比，频繁发作组大鼠通过水迷宫和回避抑制试验检 测出海马依赖的长时记忆功能损害。这种记忆损害与转录因子叫a m p 应答蛋 2 9 白结合元件( c r e b ) 的活化降低有关。【2 7 】这又与一种选择性n 甲基d 天( 门) 冬 氨酸( n m d a ) 受体介导的信号缺陷有关，这种信号缺陷导致频繁热性癫痫发作 组大鼠海马内c r e b 活化降低。【2 8 】而单次癫痫发作组和正常组中未发现此现象。 这些数据表明发育早期的频繁热性癫痫发作可以导致长期记忆损害而不是显著的 成年期海马形态学改变。 大脑畸形和先前损伤 g e r m a n o 等人研究发现伴有诱导的皮质畸形或先前损伤的幼鼠较对照组更易 发生实验性热性癫痫发作。 2 9 1 s c a n t l e b u r y 等人最近的一项研究也表明，伴有轻微 脑畸形的热性癫痫发作导致轻微的不伴有组织学上海马细胞丢失的记忆功能减 退。【3 0 j 综上，早期热性癫痫发作，尤其是持续时间长的或是反复的热性癫痫发作或 是和并脑畸形的发作尽管并不损伤神经元，却可以导致神经元持续的功能障碍。 4 、遗传学研究 很多有力的证据证明遗传倾向性对于热性癫痫的发生，持续时间，再发作及 后遗症的发生风险是一个很重要的因素，但具体涉及那些基因或是这些基因作用 的可能机制还不清楚。s h i n n a r 等人和c o r e y 等研究者f 3 1 3 2 1 通过流行病学和双胞胎 研究发现有证据表明持续长时间的热性癫痫和癫痫持续状态有遗传素因的影响。 j a c k s o n 等研究者【3 3 】通过具有相同基因组成的单卵双胞胎的研究发现，他们的热性 癫痫发作和发作诱导的功能和结构改变也不一致。遗传作用的影响还有待于进一 步研究。 总结心= 日 现在，人们普遍人为单纯性热性癫痫是良性的且很少需要治疗。而就复杂性 热性癫痫人们的意见还不大统一。磁共振成像研究已经证明持续长时间的和局灶 性的热性癫痫发作可以偶尔引起涉及海马硬化的急性海马损伤。动物研究已经揭 示了生命早期热性癫痫发作尤其是持续时间长的或频繁的或伴有大脑记性的热性 癫痫发作，可能导致海马神经元持续的功能障碍，这种功能障碍包括长时记忆损 害或致痫性。最近的临床和分子遗传学研究表明热性癫痫与后期癫痫通常有遗传 3 0 学联系，并且，对于热性癫痫有许多癫痫综合症特异性基因。因此，一小群患者