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编号:10269870
免疫球蛋白对惊厥大鼠的临床作用及其对脑神经细胞c-fos表达的影响
http://www.100md.com 《中华儿科杂志》 2000年第6期
     作者:胡晶 周忠蜀 刘培嫦 陈子馨 有泉基水

    单位:胡晶(100029 北京,中日友好医院儿科);周忠蜀(100029 北京,中日友好医院儿科);刘培嫦(100029 北京,中日友好医院儿科);陈子馨(临床医学研究所);有泉基水(日本独协医科大学儿科)

    关键词:免疫球蛋白类;癫,部分型;神经元;基因,FOS;大鼠

    中华儿科杂志000606 【摘要】 目的 研究免疫球蛋白对惊厥大鼠的临床作用及其对大鼠脑神经细胞c-fos表达的影响。 方法 在Wistar大鼠腹腔内注射戊四氮(pentylenetetrazol, PTZ)诱发大鼠惊厥发作,制作癫模型。将15只Wistar大鼠随机分为3组,A组:正常对照组;B组:PTZ +静脉注射免疫球蛋白组;C组:PTZ +生理盐水组。观察比较B、C两组每天惊厥情况、采用ABC法观察两组脑神经细胞c-fos表达。结果 (1) A组脑神经细胞偶见c-fos表达。(2) B组大鼠无死亡,惊厥潜伏期延长,评分降低。而C组大鼠死亡3只,惊厥潜伏期有缩短的趋势,评分未降低。两组惊厥评分与潜伏期的的变化趋势不同。(3) B组比C组脑神经细胞c-fos表达低、数量减少,经统计学处理,差异有显著意义(P<0.01)。结论 静脉注射免疫球蛋白具有一定的抗惊厥作用,并使c-fos表达降低。
, 百拇医药
    Effects of immunoglobulin on convulsion rats and on c-fos expressions in neurocytes

    HU Jing*, ZHOU Zhongshu, LIU Peichang, et al.

    * Department of Pediatrics, China-Japan Friendship Hospital, Beijing 100029, China

    【Abstract】 Objective To explore clinical effects of immunoglobulin on convulsion rats and influences of immunoglobulin on the c-fos expression of neurocytes. Methods The epilepsy model was established by injecting pentylenetetrazol (PTZ) into Wistar rats to induce the generalized seizures. Fifteen rats were randomly divided into three groups, that is, group A: normal control; group B: PTZ plus intravenous immunoglobulin (IVIG); group C: PTZ plus normal saline (NS). Seizure conditions of rats were observed and compared between group B and C. All perfused brain tissues of rats were sectioned and detected the c-fos expressions by immunohistochemistry staining (ABC method) at the 14th day of the epilepsy model. Results (1) In group A, weak c-fos expressions in brain tissues were observed occasionally. (2) Compared with rats of group C, the epilepsy in rats of group B showed obvious longer latencies and remarkably lower convulsion scores. No rat was dead in group B. While in group C 3 of 6 rats died from seizures. Latencies of seizures showed a tendency to become short. There was no obvious change of convulsion scores in group C. (3) The c-fos expression in group B significantly decreased at the same region of brain tissues when compared with that in group C (P<0.01). Conclusion IVIG might play a role in the inhibition of convulsions and the reduction of the c-fos expressions.
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    【Key words】 Immunoglobulins; Epilepsy, partial; Neurons; Genes, FOS; Rat

    自1969年Walker[1]首先提出癫免疫学发病假说以来,许多临床研究发现部分癫病人存在免疫功能异常。1977年Pechadre等[2]第1次提出免疫球蛋白可能有抑制癫发作的作用。此后,陆续有临床报道免疫球蛋白对部分癫患者有效。国外也有动物实验证实免疫球蛋白具有抗惊厥作用。但是,至今免疫球蛋白治疗癫的机制尚不明确。 即刻早期基因c-fos是神经细胞性活动的快速反应蛋白质的短暂性的表达,是神经元兴奋性标志。为了进一步探讨免疫球蛋白的抗惊厥作用及其与c-fos表达的关系,我们对此进行了研究,现将结果报告如下。
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    材料与方法

    一、材料

    雄性Wistar大鼠15只,体重200~250 g,中国医学科学院实验动物研究所提供。静脉丙种免疫球蛋白(IVIG,为冻干低pH静脉注射用人血丙种球蛋白,卫生部成都生物制品研究所生产)。戊四氮(PTZ,德国产品)。兔抗c-fos多克隆抗体(Calbiochem公司)。免疫组化试剂盒(DAKO公司)。

    二、方法

    1.动物模型的制备及分组:PTZ 50 mg/kg腹腔内注射诱发大鼠惊厥发作,制成癫模型。随机将大鼠分为3组。A组:正常对照组3只。B组:PTZ+IVIG组6只,IVIG 200 mg/kg由尾静脉注射进行治疗,2次/周,共用2周。PTZ 50 mg/kg腹腔内注射诱发惊厥,连用2周。C组:PTZ+NS组6只,NS由尾静脉注射,2次/周,共用2周。PTZ用法同B组。两组IVIG及NS分别于注射PTZ前2 h给予。
, 百拇医药
    2.灌流取脑组织切片:B、C组大鼠全部于第14天行脑灌流后取脑,并将脑组织立即浸入4%PFA中固定2 h(4℃),再放入含2.5%多聚甲醛的30%蔗糖液中浸泡过夜至下沉。用冰冻切片机行40~60 μm厚连续冠状冰冻切片,进行c-fos免疫组织化学染色,比较两组c-fos表达。

    3.ABC法 c-fos免疫组织化学染色:切片经含0.3% Triton(细胞表面活性物质)X-100的0.01 mol/L磷酸盐生理盐水缓冲液(PBS,pH值 7.4)室温下孵育2~4 h并漂洗后,用20%正常兔血清室温下漂浮孵育30 min。再用c-fos抗体(1∶40)孵育5~6 d(4℃),PBS漂洗5 min×3次后,用链卵白素-生物素结合辣根过氧化物酶ABC(1∶300)室温下孵育2 h,PBS漂洗5 min×3次,用含0.02%H2O2 的0.04%DAB 溶液显色5~15 min,棕褐色颗粒为核染色阳性细胞。用酒精梯度脱水,二甲苯透明,树脂胶封片。以0.01 mol/L PBS 代替一抗作为阴性对照。
, 百拇医药
    4.观察内容:比较B、C组大鼠惊厥潜伏期、惊厥评分(根据Loskota评分方法[3] )及B、C组脑神经细胞c-fos在海马、齿状回等部位表达情况。

    5.c-fos阳性细胞计数:每例脑标本在特定部位选取1~2张切片定点计数5个高倍视野,根据10×10方格测试系统,对c-fos阳性细胞显微镜下计数,取平均值。

    三、统计学处理:

    大鼠惊厥评分、潜伏期各组数据及c-fos阳性细胞计数均采用均值±标准差(±s)表示,所有数据均在计算机上使用Excel 7.0软件用t检验进行统计学分析。

    结果

    一、大鼠惊厥情况比较
, 百拇医药
    C组大鼠于第5、7、11天因惊厥发作分别死亡1只。而免疫球蛋白治疗的B组6只大鼠无一只死亡,并且于第13天有 2只大鼠惊厥发作缓解,其中1只第14天仍无惊厥。大鼠惊厥发作潜伏期比较:B组及C组每天均给予PTZ 50 mg/kg腹腔内注射诱发大鼠惊厥,第3、6、9、12天分别给予IVIG及NS,从第1次给药的次日,B组大鼠惊厥潜伏期开始延长,第2次给药当天及以后,潜伏期的延长基本上呈现明显的与日递增的趋势。而C组大鼠惊厥潜伏期则略有缩短的趋势(表1、图1)。大鼠惊厥评分比较:B组大鼠于第1次给药的次日评分呈下降的趋势,第3次给药后此趋势更加明显,且持续至实验结束时评分为(1.00±0.63)分。而C组大鼠评分始终无明显变化,绝大部分评分处于(4.17±0.75)分~(4.67±0.58)分之间(表2,图2)。

    二、c-fos免疫组织化学染色

    应用IVIG治疗的B组比NS注射的C组,在海马、齿状回、梨状皮质、颞叶皮质、下丘脑、乳头体,c-fos表达明显减弱,数量减少。杏仁核仅见1~2个阳性细胞。两组比较差异有显著意义(表3)。正常对照组c-fos免疫组化染色,偶见零星 c-fos免疫阳性细胞,着色淡、部位不定。用0.01 mol/L PBS代替c-fos抗体组,免疫组化染色阴性。
, 百拇医药
    表1 IVIG组与NS组大鼠惊厥潜伏期比较(±s) 时间

    例数

    潜伏期(秒)

    t值

    IVIG组

    NS组

    IVIG组

    NS组

    第1天

    6

    6

, 百拇医药     110±40

    107±19

    0.185

    第2天

    6

    6

    82±31

    102±16

    1.418

    第3天

    6

    6

    107±25
, 百拇医药
    88±19

    1.418

    第4天

    6

    6

    133±36

    82±19

    3.121*

    第5天

    6

    5

    130±44

    84±25
, 百拇医药
    2.070**

    第6天

    6

    5

    152±40

    80±22

    3.596**

    第7天

    6

    4

    185±48

    81±17

, http://www.100md.com     4.088**

    第8天

    6

    4

    170±38

    76±14

    4.602**

    第9天

    6

    4

    188±40

    72±15

    5.427**
, 百拇医药
    第10天

    6

    4

    198±33

    69±15

    7.328**

    第11天

    6

    3

    203±40

    73±15

    5.308**

, 百拇医药     第12天

    6

    3

    210±37

    77±12

    5.857**

    第13天

    6

    3

    237±56

    77±12

    4.761**

    第14天
, 百拇医药
    6

    3

    226±42

    73±15

    5.902**

    * P<0.05, ** P<0.01表2 IVIG组与NS组大鼠惊厥评分比较(±s) 时间

    例数

    评分(分)

    t值

    IVIG组
, 百拇医药
    NS组

    IVIG组

    NS组

    第1天

    6

    6

    3.8±0.8

    4.2±0.8

    0.79

    第2天

    6

    6

    4.3±0.8
, 百拇医药
    4.2±0.8

    0.35

    第3天

    6

    6

    3.8±0.4

    4.7±0.5

    3.11*

    第4天

    6

    6

    2.7±0.5

    4.2±1.0
, http://www.100md.com
    3.31**

    第5天

    6

    5

    3.8±0.8

    4.8±0.6

    2.36*

    第6天

    6

    5

    3.0±0.9

    4.5±0.6

, http://www.100md.com     3.22*

    第7天

    6

    4

    2.7±0.5

    4.8±0.5

    6.30**

    第8天

    6

    4

    3.3±0.5

    4.5±0.6

    3.34*
, 百拇医药
    第9天

    6

    4

    2.5±0.6

    4.8±0.5

    6.62**

    第10天

    6

    4

    1.8±0.4

    5.0±0.8

    8.21**
, 百拇医药
    第11天

    6

    3

    1.5±0.6

    4.7±0.6

    8.13**

    第12天

    6

    3

    1.7±0.4

    4.7±0.6

    9.9**
, 百拇医药
    第13天

    6

    3

    0.7±0.5

    4.7±0.6

    10.53**

    第14天

    6

    3

    1.0±0.6

    4.7±0.6

    8.34**
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    * P<0.05,** P<0.01

    图1 IVIG组与NS组痉挛潜伏期比较

    图2 IVIG组与NS组大鼠痉挛评分比较

    表3 IVIG治疗及NS注射后各部位c-fos表达

    (10×10方格测试系统,细胞数/0.01mm2)(±s) 部位

    IVIG组(n=6)
, 百拇医药
    NS组(n=3)

    t值

    海马

    12.0±0.9

    64.0±8.3

    16.379*

    齿状回

    11.6±0.9

    101.4±2.8

    75.717*

    杏仁核

    13.9±1.5
, 百拇医药
    146.0±6.2

    53.226*

    乳头体

    26.5±3.2

    104.5±5.6

    27.373*

    下丘脑

    2.3±1.3

    60.7±5.0

    28.358*

    颞叶皮质

, 百拇医药     5.6±1.7

    148.5±3.7

    109.495*

    梨状皮质

    28.2±1.9

    112.7±9.7

    35.244*

    注:用t′检验校正,* P<0.01讨论

    1977年Pechadre用免疫球蛋白治疗过敏性疾病并伴有癫的患儿时,发现癫患儿的癫发作减少。因此第 1次提出免疫球蛋白可能有抑制癫发作的作用。Van Engelen 等[4]总结了1966~1993年间,英、法、德国24项研究中368名难治性癫患者应用IVIG治疗后,癫发作平均减少52%,脑电图改善占43%。Duse等[5]总结了1977~1994年29项研究中,373名不同类型反复发作性癫患者应用IVIG治疗,有效率46%。Hirayama等[6]发现大剂量人类免疫球蛋白G(human immunoglobulin G, HIgG)静脉注射对点燃猫惊厥发作具有抑制作用。并观察到HIgG可透过血脑屏障,并被中枢神经系统的神经细胞及神经胶质细胞摄取。Ariizumi等[7,8] 的研究也表明:HIgG对PTZ 诱发惊厥的ddY小鼠及E1小鼠同样具有抗惊厥作用,并通过电镜观察发现HIgG可进入神经细胞浆及细胞核。
, 百拇医药
    我们的研究发现:对PTZ诱发惊厥大鼠,应用IVIG组较NS注射组惊厥评分减少,潜伏期延长,1只于给药的第13天惊厥发作缓解。另1只第13、14天未发作,且无死亡大鼠。而NS注射组惊厥评分无明显变化,惊厥潜伏期似略有缩短趋势,死亡3只。两组惊厥评分与潜伏期的均数系列趋势不同。免疫组化染色比较两组c-fos表达,IVIG组比NS组脑神经细胞c-fos表达减弱,数量减少,经统计学处理,差异有非常显著意义(P<0.01)。由此我们推测免疫球蛋白的抗惊厥作用可能与其免疫调节及中和脑细胞自身抗体等多种机制有关。这些机制可能直接导致神经元兴奋性降低,从而使c-fos表达减少。c-fos为核内第三信使,这类基因的蛋白产物,从细胞膜受到刺激开始,到细胞表型发生长期改变为止这一漫长而复杂的信号传递链中,起着非常重要的作用。因此,c-fos减少会进一步影响对长时程有关的调节。本研究结果初步揭示了IVIG具有一定的抗惊厥作用,并使c-fos表达降低。

    参考文献

    1,Walker AE. Allergic phenomena as basic mechanism in epilepsy. In: Jasper HH, Ward AA, Pope A, eds. Basic mechanisms of the epilepsies. London: Churchill, 1969. 812-819.
, 百拇医药
    2,Pechadre JC, Sauvezie B, Osier C, et al. The treatment of encephalopathies with gamma globulines in children. Rev Electroencephalogr Neurophysiol Clin, 1977, 7:443-447.

    3,Loskota WJ, Lomax P, Rich ST. The gerbil as a model for the study of the epilepsies. Epilepsia, 1974, 15 :109-115.

    4,Van Engelen BGM, Renier WO, Weemaes CMR. Immunoglobulin treatment in human and experimental epilepsy. J Neurol Neurosurg Psychiatry, 1994, 57 Suppl:72-75.
, 百拇医药
    5,Duse M, Notarangelo LD, Tiberti S, et al. Intravenous immune globulin in the treatment of intractable childhood epilepsy. Clin Exp Immunol, 1996, 104 Suppl 1:71-76.

    6,Hirayama H, Kurimoto T, Wada S, et al. Antiepileptic effects of globulin-N, an intact human immunoglobulin and its tissue-distribution in kindled cats. Int J Clin Pharmacol Ther Toxicol, 1986, 24:109-122.

    7,Ariizumi M, Huang CJ, Ohsawa A, et al. Clinical and electron microscopic studies on the antiepileptic effect of human immunoglobulin G (IgG) on pentylenetetrazol-induced convulsive mice. Neurosciences, 1995, 21:114.

    8,Ariizumi M, Huang CJ, Ohsawa A, et al. Clinical and electron microscopic studies on the antiepileptic effect of human immunoglobulin G on E1 mouse convulsions. J Brain Sci, 1997,23:135-145.

    (收稿日期:1999-07-11), 百拇医药