KA1表达再分布对神经元兴奋毒性的影响

背景:特异的兴奋性神经递质受体过度活化时便发生细胞的兴奋性中毒,有关NMDA受体和AMPA受体活化致细胞兴奋性中毒死亡通路较为明确,但关于红藻氨酸(Kainate,KA)受体的功能到目前为止仍未明了。目的:探究小鼠海马内注射KA之后KA1受体的再分布状况对中枢神经元兴奋性中毒的影响。方法:成年雄性C57BL6小鼠海马内注射KA或PBS,2h后进行Bederson体征评分、全脑切片免疫组化分析和死亡神经元检测。结果与结论:海马内注射KA2h后,Bederson体征评分表明中枢神经功能出现明显损伤;KA1受体表达的变化主要出现在海马CA1和CA3区,在CA1区的表达上调明显,并开始出现神经元死亡,4~6h后可见大量神经元死亡。结果表明KA促使KA1受体亚单位在海马神经元CA区重新分布,增加神经元对兴奋性氨基酸毒性的敏感性,导致神经细胞死亡,中枢神经功能缺失。     

红藻氨酸诱导内质网应激模型的途径

背景：前期研究表明,海马内注射红藻氨酸海可诱发兴奋性红藻氨酸受体KA1亚受体在海马神经元的表达明显上调,内质网应激标志物磷酸化真核翻译起始因子2α表达增加并伴随细胞死亡。目的：探讨红藻氨酸海马内注射后内质网应激发生的机制。方法：取昆明小鼠32只,将0.15 nmol红藻氨酸注入海马CA1区域,注射时间为60 s。分别于红藻氨酸注射后第1,2,3,4,5,6,8,12小时灌注取脑,灌注取脑前进行Bederson体征评分,然后行全脑切片FJB染色分析与免疫荧光双标记观察。结果与结论：1红藻氨酸注射后第3,4,5,6,8小时,Bederson体征评分表明中枢神经功能出现明显损伤,FJB染色示小鼠海马内神经元死亡明显;注射后第1,2,12小时,Bederson体征评分中枢神经功能未见明显损伤,FJB染色小鼠海马神经元死亡结果不明显。2根据FJB结果,取第3,8小时的脑片做免疫组化。海马内注射红藻氨酸后导致海马神经元中KA1和磷酸化真核翻译起始因子2α在相同的时间点表达明显上调,将KA1与磷酸化真核翻译起始因子2α图片结果进行叠加处理,两者完全重合,表明KA1的表达和内质网应激发生在同一个神经细胞内。结果表明红藻氨酸首先诱导了兴奋性膜上受体KA1表达的上调,其KA1的表达上调可能引起细胞内质网功能紊乱,导致内质网应激反应,并进一步促进了神经细胞的死亡。     

红藻氨酸诱导大鼠癫痫发作时海马神经元凋亡变化的动态观察

目的：探讨大鼠癫痫发作时海马神经元凋亡变化。方法：采用红藻酸氨(KA)诱导大鼠癫痫发作模型，观察行为学及脑电图变化；用神经元尼氏体亚甲蓝特殊染色法观察大鼠癫痫发作时海马CA1区神经元损害情况；用原位细胞凋亡检测法观察癫痫发作时海马CA1区神经元凋亡情况及苯巴比妥干预后神经元凋亡的变化。结果：KA注射后大鼠出现严重边缘性惊厥，脑电图表现为持续性癫痫样放电。海马细胞在KA注射后8h开始出现凋亡阳性细胞，48h达高峰，主要表现在CA1区锥体细胞，经苯巴比妥干预后凋亡细胞明显减少。结论：癫痫发作后的迟发性神经元死亡很可能经由凋亡途径，早期终止癫痫发作可抑制海马神经元凋亡。     

神经元凋亡在实验性蛛网膜下腔出血中的变化

目的：观察实验性蛛网膜下腔出血（SAH）后海马CA1区神经元的凋亡,探讨Fas分子启动的死亡信号转导机制。方法：家兔枕大池二次注血法制备蛛网膜下腔出血模型,观察海马CA1区神经元细胞形态学改变,检测SAH后海马CA1区Fas分子启动的死亡信号转导通路蛋白Fas、FasLmRNA的表达变化。结果：蛛网膜下腔出血后6 h海马CA1区神经元凋亡细胞开始现,5-7 d呈典型凋亡细胞形态学改变。Fas、FasLmRNA的表达在蛛网膜下腔出血后呈上升趋势,5 d时达最高,7 d时仍显著高于正常组,14 d时趋于正常。结论：Fas分子启动的死亡信号转导通路在SAH后海马CA1区神经元凋亡中可能起重要作用。     

全脑缺血再灌注过程中人重组白细胞介素1受体拮抗剂对大鼠海马神经元代谢性谷氨酸受体5的影响

背景白细胞介素1受体拮抗因子能显著减轻神经元的损伤具有神经保护作用.谷氨酸通过激活多种谷氨酸受体导致兴奋毒性作用,同时也可以通过其某些受体发挥神经保护作用.但二者在脑缺血再灌注过程中的联系仍不十分明了.目的探讨脑缺血再灌注损伤过程中白细胞介素1受体拮抗因子对海马神经元的神经保护作用以及白细胞介素1受体拮抗因子与代谢性谷氨酸受体5之间的关系.设计完全随机对照实验.单位中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室,江汉大学医学与生命科学学院.材料实验于2004-05/2005-01在中国科学院武汉物理与数学研究所波谱学与原子分子物理国家重点实验室完成.选择正常健康纯化Wistar大鼠32只.方法32只大鼠按单纯随机抽样的方法分为正常组、假手术组、生理盐水组和实验组.正常组大鼠不做任何处理,假手术组大鼠仅在颈部前后方做组织分离、椎动脉暴露、颈总动脉游离手术,不结扎和夹闭双侧椎动脉和颈总动脉;生理盐水组大鼠椎动脉用电烧灼的方法永久性阻断,颈总动脉暂时性(20 min)夹闭,夹闭动脉期间内将2 μL生理盐水按0.4 μL/min的速度注入大鼠一侧(右侧)侧脑室,拔针前滞针5 min,然后松开颈总动脉的动脉夹再灌注2 h;实验组大鼠操作过程相同,仅将生理盐水换成等量的人重组白细胞介素1受体拮抗剂.然后采用苏木精-伊红染色方法对大鼠皮质区域的病理变化进行观察,免疫组织化学方法对海马神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应性进行观察.主要观察指标①各组大鼠脑皮质、海马的基本病理学变化.②各组大鼠脑缺血敏感区海马神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应变化.结果实验组和生理盐水组各有1只在进行缺血再灌注的过程中诱发惊厥被弃用,其余30只大鼠进入结果分析.①各组大鼠脑皮质、海马的基本病理学变化正常组、假手术组大鼠差异不明显,生理盐水组和实验组大鼠皮质、海马神经元变性,细胞周围水肿,神经元深染、核固缩或破裂.实验组神经元变性及水肿程度明显降低,深染、核固缩或破裂的神经元明显减少.②各组大鼠脑缺血敏感区海马神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应变化(用平均吸光度值表示)正常组与假手术组大鼠海马CA1,CA3区神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应呈强阳性[CA1区(0.54±0.12),(0.54±0.05);CA3区(0.57±0.02),(0.58±0.08),(P＞0.05)].生理盐水组、实验组大鼠海马CA1,CA3区神经元免疫反应较正常组和假手术组明显减弱[CA1区(0.30±0.03),(0.40±0.04);CA3区(0.30±0.04),(0.42±0.06),(P＜0.01)],实验组较生理盐水组明显增强(P＜0.05).结论白细胞介素1受体拮抗因子和代谢性谷氨酸受体5均参与大鼠脑缺血再灌注损伤的病理生理过程;白细胞介素1受体拮抗因子在大鼠脑缺血再灌注损伤的病理过程中,可能调节脑海马CA1,CA3区神经元的代谢性谷氨酸受体5的表达,实现其对海马的营养和保护作用;白细胞介素1家族中除了白细胞介素1受体拮抗因子以外,还存在其他的调节因素对神经元的代谢性谷氨酸受体5的表达进行调控.     

依达拉奉改善一氧化碳中毒迟发性脑病大鼠学习记忆能力和海马CA1区神经元的研究

观察一氧化碳(CO)中毒迟发性脑病大鼠学习记忆能力和海马CA1区神经元的改变,评估自由基清除剂依达拉奉对CO中毒迟发性脑病(DNS)大鼠学习记忆能力和海马CA1区神经元的影响。方法健康雄性40只SD大鼠,进行随机分组,分为对照组、中毒组、0.9%氯化钠注射溶液组、依达拉奉组。采用MORRIS水迷宫测定4组SD大鼠的学习记忆能力,显微镜观察海马CA1区神经元的数量。结果依达拉奉组逃避潜伏期及跨越平台次数优于DNS组及0.9%氯化钠注射溶液组(P<0.05)。依达拉奉组海马CA1区神经元数目明显多于DNS组及0.9%氯化钠注射溶液组(P<0.05)。结论自由基清除剂依达拉奉能改善DNS大鼠受损的空间学习记忆能力,减轻海马CA1区神经元损伤。     

急性一氧化碳中毒大鼠脑组织nNOS、iNOS的表达

目的：观察神经元型一氧化氮合酶（nNOS)及诱导型一氧化氮合酶（iNOS)存急性一氧化碳（CO）中毒过程中的变化,以探讨CO中毒脑损伤机制。方法：健康Wistar大鼠静急性一氧化碳（CO）中毒过程中的变化,以探讨CO中毒脑损伤机制。方法：健康Wistar大鼠静式吸入2000－2500ppm CO 40-50min以建立实验性急性CO中毒大鼠动物模型,采用冰冻切片技术,运用免疫组织化学SABC方法,分别检测急性CO中毒大鼠中毒后即刻,1h,3h,6,12h,1d,3d,7d各时点nNOS及iNOS在大脑皮质及海马CA1区的表达。结果：C炽毒后1h大脑皮质及海马CA1区nNOS及iNOS在大脑皮质及海马CA1区的表达。结果：CO中毒中1h大脑皮质及海马CA1区nNOS阳性细胞明显增多（P＜0．01）,3h后下降恢复正常;iNOS阳性细胞于CO中毒中3h明显增多,6h达高峰,12h后缓慢下降（P＜0．01）,至3d基本恢复正常,结论：急性CO中毒可致大鼠大脑皮质及海马CA1区nNOS与iNOS阳性细胞数增多,iNOS的变化较nNOS表现出延迟趋势;活性增强的NOS尤其是iNOS尤其是iNOS可能骖与了解性CO中毒所致迟发性脑损伤。     

短暂脑缺血对大鼠海马CA1区神经元内蛋白酶体的影响

目的 探讨短暂脑缺血对大鼠海马CA1区神经元内蛋白酶体的影响.方法 采用20min全脑缺血大鼠模型.36只大鼠按照再灌注时间分为假手术组(只将颈总动脉剥离出来但不夹闭),24 h恢复组,72 h恢复组.采用HE染色光镜观察脑缺血后神经元死亡;以SUG-LLVY-AMC为底物测定蛋白酶体活性;应用免疫组织化学激光扫描共聚焦显微镜观察及蛋白印迹分析短暂脑缺血后蛋白酶体在细胞内的分布及数量变化.结果 HE染色显示,再灌注72 h后海马CA1区神经元全部死亡;蛋白酶体活性分析显示再灌注24 h后蛋白酶体活性呈现持续性下降,直至神经元死亡;激光扫描共聚焦显微镜及蛋白印迹分析显示再灌注24 h后,海马CA1区神经元胞核与胞浆内的蛋白酶体都有所减少,72 h后死亡神经元胞核内的蛋白酶体几乎全部消失,周围的胞浆内只有少量蛋白酶体.结论 短暂脑缺血后神经元内蛋白酶体数量减少导致其活性下降,进而导致神经元延迟性死亡.     

全脑缺血再灌注过程中人重组白细胞介素1受体拮抗剂对大鼠海马神经元代谢性谷氨酸受体5的影响

背景：白细胞介素1受体拮抗因子能显著减轻神经元的损伤具有神经保护作用。谷氨酸通过激活多种谷氨酸受体导致兴奋毒性作用，同时也可以通过其某些受体发挥神经保护作用。但二者在脑缺血再灌注过程中的联系仍不十分明了。目的：探讨脑缺血再灌注损伤过程中自细胞介素1受体拮抗因子对海马神经元的神经保护作用以及白细胞介素1受体拮抗因子与代谢性谷氨酸受体5之间的关系。设计：完全随机对照实验。单位：中国科学院武汉物理与数学研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室，江汉大学医学与生命科学学院。材料：实验于2004-05/2005-01在中国科学院武汉物理与数学研究所波谱学与原子分子物理国家重点实验室完成。选择正常健康纯化Wis-tar大鼠32只。方法：32只大鼠按单纯随机抽样的方法分为正常组、假手术组、生理盐水组和实验组。正常组大鼠不做任何处理，假手术组大鼠仅在颈部前后方做组织分离、椎动脉暴露、颈总动脉游离手术，不结扎和夹闭双侧椎动脉和颈总动脉；生理盐水组大鼠椎动脉用电烧灼的方法永久性阻断，颈总动脉暂时性（20min）夹闭，夹闭动脉期间内将2μL生理盐水按0．4μL/min的速度注入大鼠一侧（右侧）侧脑室，拔针前滞针5min，然后松开颈总动脉的动脉夹再灌注2h；实验组大鼠操作过程相同，仅将生理盐水换成等量的人重组白细胞介素1受体拮抗剂。然后采用苏木精-伊红染色方法对大鼠皮质区域的病理变化进行观察，免疫组织化学方法对海马神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应性进行观察。主要观察指标：①各组大鼠脑皮质、海马的基本病理学变化。②各组大鼠脑缺血敏感区海马神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应变化。结果：实验组和生理盐水组各有1只在进行缺血再灌注的过程中诱发惊厥被弃用，其余30只大鼠进入结果分析。①各组大鼠脑皮质、海马的基本病理学变化：正常组、假手术组大鼠差异不明显，生理盐水组和实验组大鼠皮质、海马神经元变性，细胞周围水肿，神经元深染、核固缩或破裂。实验组神经元变性及水肿程度明显降低，深染、核固缩或破裂的神经元明显减少。②各组大鼠脑缺血敏感区海马神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应变化（用平均吸光度值表示）：正常组与假手术组大鼠海马CA1，CA3区神经元代谢性谷氨酸受体5免疫反应呈强阳性[CA1区：（0．54&;#177;0．12），（0．54&;#177;0．05）；CA3区：（0．57&;#177;0．02），（0．58&;#177;0．08），（P〉0．05）]。生理盐水组、实验组大鼠海马CA1，CA3区神经元免疫反应较正常组和假手术组明显减弱[CA1区：（0．30&;#177;0．03），（0．40&;#177;0．04）；CA3区：（0．30&;#177;0．04），（0．42&;#177;0．06），（P〈0．01）]，实验组较生理盐水组明显增强（P〈0．05）。结论：白细胞介素1受体拮抗因子和代谢性谷氨酸受体5均参与大鼠脑缺血再灌注损伤的病理生理过程；白细胞介素1受体拮抗因子在大鼠脑缺血再灌注损伤的病理过程中，可能调节脑海马CA1，CA3区神经元的代谢性谷氨酸受体5的表达，实现其对海马的营养和保护作用；白细胞介素1家族中除了白细胞介素1受体拮抗因子以外，还存在其他的调节因素对神经元的代谢性谷氨酸受体5的表达进行调控。     

大鼠脑海马CA1区神经元诱发放电过程中催产素与阿片受体的参与和调制作用

背景：中枢内催产素可作为一种神经递质或调质参与学习记忆、性行为、痛觉调节以及阿片耐受与依赖，海马内催产素能系统与阿片系统具有一定的相互作用。 目的：探讨侧脑室注射催产素对大鼠脑左背侧海马CA1区神经元诱发放电的影响以及催产素与阿片受体之间可能的相互作用。 设计：随机对照实验。 单位：广东医学院生理教研室，武汉大学医学院生理系，武汉大学医学院病理学教研究。 材料：实验于2002-09／2003-09在武汉大学医学院生理系完成，选用雄性SD大鼠36只。随机分为6组，生理盐水对照组、催产素处理组（0．2，2，20mg／L）、催产素受体拮抗剂＋催产素（2mg／L）组、纳洛酮＋催产素（2mg／L）组，每组6只。 方法：脑海马CA1区细胞外记录采用玻璃微电极记录：用微电极推进器将电极插入脑海马CA1区。神经元放电经微电极放大器放大后，显示在示波器上进行观察。记录到神经元放电后，经双极不锈钢电极每隔5min刺激坐骨神经1次，共刺激50min 10次。催产素O．2，2，20mg／L处理组通过侧脑室给药管匀速而缓慢注入催产素O．2，2，20mg／L5μL。催产素受体拮抗剂＋催产素（2mg／L）组：侧脑室预先注射80mg／L催产素受体拮抗剂2．5μL，然后再注射2mg／L催产素2．5μL。纳洛酮＋催产素（2mg／L）组：侧脑室预先注射400mg／L纳洛酮2．5μL，然后再注射2mg／L催产素2．5μL。以放电频率变化率为观察指标，检测不同剂量催产素对海马CA1区神经元诱发放电的影响及催产素受体拮抗剂、纳洛酮对催产素的作用。主要观察指标：各组大鼠刺激前后脑海马CA1区神经元诱发放电频率的变化率。 结果：36只大鼠均进入结果分析。①侧脑室分别注射0．2，2，20mg／L催产素5μL使海马CA1神经元诱发放电频率明显降低，剂量依赖关系明显。②催产素（2mg／L）对CA1神经元诱发放电的抑制作用可被侧脑室预先注射催产素受体拮抗剂（80mg／L，2．5μL）所阻断。③侧脑室注射纳洛酮（400mg／L，2．5μL）可明显减弱催产素（2mg／L）的作用。 结论：催产素通过激活催产素受体可抑制海马CA1神经元对外周传入电信号的反应，中枢内阿片系统也参与催产素的抑制作用，当用纳洛酮阻断阿片受体后，催产素的抑制作用明显减弱。     

Long-term effects of olanzapine,risperidone, and quetiapine on ionotropic glutamate receptor types: implications for antipsychotic drug treatment

Levels of ionotropic glutamate (Glu) N-methyl-d-aspartate (NMDA), alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA), and kainic acid (KA) receptors in rat forebrain regions were compared by quantitative in vitro receptor autoradiography after continuous treatment for 28 days with the atypical antipsychotics olanzapine, risperidone, and quetiapine, or vehicle controls. All three treatments significantly decreased NMDA binding in caudate-putamen (CPu; by 30, 34, and 26%, respectively) but increased AMPA receptor levels in same region (by 22, 30, and 28%). Olanzapine and risperidone, but not quetiapine, also reduced NMDA receptor labeling in hippocampal CA1 (21 and 19%) and CA3 (23 and 22%) regions. KA receptors were unaltered by any treatment in the brain regions examined. These findings suggest that the antipsychotic effects of olanzapine and risperidone may be mediated in part by NMDA receptors in hippocampus, and perhaps AMPA receptors in CPu. The findings also support the hypothesis that down-regulation of NMDA receptors by atypical antipsychotic agents in CPu contributes to their low risk of extra-pyramidal side effects. Inability of olanzapine, risperidone, and quetiapine to alter KA receptors suggests their minimal role in mediating the central nervous system actions of these drugs.     

Subtype selective kainic acid receptor agonists: discovery and approaches to rational design

(S)-Glutamic acid (Glu) is the major excitatory neurotransmitter in the mammalian central nervous system, activating the plethora of glutamate receptors (GluRs). In broad lines, the GluRs are divided into two major classes: the ionotropic Glu receptors (iGluRs) and the metabotropic Glu receptors (mGluRs). Within the iGluRs, five subtypes (KA1, KA2, iGluR5-7) show high affinity and express full agonist activity upon binding of the naturally occurring amino acid kainic acid (KA). Thus these receptors have been named the KA receptors. This review describes all-to our knowledge-published KA receptor agonists. In total, over 100 compounds are described by means of chemical structure and available pharmacological data. With this perspective review, it is our intention to ignite and stimulate inspiration for future design and synthesis of novel subtype selective KA receptor agonists.     

血管性痴呆大鼠认知障碍的N-甲基D-天冬氨酸受体机制(英文)

目的观察四血管阻断(four-vesselocculusion,4VO)大鼠海马N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartatereceptor,NMDAR)的变化规律,探讨其在血管性痴呆(vasculardementia,VD)形成中的作用机制。方法改良的Pulsinelli's4VO法建立大鼠VD模型;电脑控制的穿梭箱系统和离体海马脑片诱导的CA1区长时程增强(long-termpotentia-tion,LTP)检测大鼠学习记忆;原位杂交方法检测大鼠海马NM-DAR1mRNA的表达。结果VD组大鼠的主动回避反应(activeavoidanceresponse,AAR)在2周时较对照组显著下降(P<0.05),4周和2个月时更加明显(P<0.01),海马脑片LTP的诱导出现明显障碍;VD组2周时CA1和CA3区NMDAR1mRNA表达较对照组增高,DG区无明显改变;4周和2个月时海马各区表达均减低。结论大鼠海马区NMDAR与学习记忆有关,在脑缺血的早期表达增高介导了兴奋毒性作用;但在缺血后期,NMDARmRNA表达减低可能与学习记忆损害有关,为进一步进行NMDAR拮抗剂和激动剂治疗VD的研究提供了实验依据。     

Tissue-type plasminogen activator is a neuroprotectant in the mouse hippocampus

The best-known function of the serine protease tissue-type plasminogen activator (tPA) is as a thrombolytic enzyme. However, it is also found in structures of the brain that are highly vulnerable to hypoxia-induced cell death, where its association with neuronal survival is poorly understood. Here, we have demonstrated that hippocampal areas of the mouse brain lacking tPA activity are more vulnerable to neuronal death following an ischemic insult. We found that sublethal hypoxia, which elicits tolerance to subsequent lethal hypoxic/ischemic injury in a natural process known as ischemic preconditioning (IPC), induced a rapid release of neuronal tPA. Treatment of hippocampal neurons with tPA induced tolerance against a lethal hypoxic insult applied either immediately following insult (early IPC) or 24 hours later (delayed IPC). tPA-induced early IPC was independent of the proteolytic activity of tPA and required the engagement of a member of the LDL receptor family. In contrast, tPA-induced delayed IPC required the proteolytic activity of tPA and was mediated by plasmin, the NMDA receptor, and PKB phosphorylation. We also found that IPC in vivo increased tPA activity in the cornu ammonis area 1 (CA1) layer and Akt phosphorylation in the hippocampus, as well as ischemic tolerance in wild-type but not tPA- or plasminogen-deficient mice. These data show that tPA can act as an endogenous neuroprotectant in the murine hippocampus.     

红藻氨酸致痫后脑海马神经元凋亡与黑质多巴胺受体D1及D2拮抗剂的干预作用

背景多巴胺在中枢神经系统内与癫痫的发生及传导有密切关系,它的不同作用是特异的受体决定的.目的建立颞叶癫痫模型.探讨黑质内给予多巴胺D1受体拮抗剂SCH23390及D2受体拮抗剂氟哌啶醇对红藻氨酸所致的颞叶癫痫发作和脑电活动的影响.设计随机对照的验证性实验.单位南方医科大学附属珠江医院神经医学研究实验室.材料实验于2004-08/12在解放军第一军医大学珠江医院全军神经医学研究所进行,选择成年雄性SD大鼠30只,体质量250～300g.方法①30只大鼠随机分为生理盐水对照组6只,红藻氨酸组6只和实验组18只,实验组大鼠又分为3个亚组,多巴胺D1受体拮抗剂SCH23390+红藻氨酸组,多巴胺D2受体拮抗剂氟哌啶醇+红藻氨酸组,生理盐水+红藻氨酸组,每组6只.生理盐水对照组单独右侧脑室注入生理盐水2 μL,红藻氨酸组予右侧脑室注入红藻氨酸2 μL,实验各组分别给予多巴胺D1受体拮抗剂SCH23390、多巴胺D2受体拮抗剂氟哌啶醇、生理盐水1 μL注入右侧黑质,同时红藻氨酸2 μL注入右侧脑室.②观察项目实验各组给药后第0.5,1,2,6,24小时脑电图变化[以未出现癫痫样行为时脑电图为对照,当出现尖波、棘波、尖(棘)慢综合波、多棘慢波时判定为痫性活动];动物行为变化(0级为正常;Ⅰ级出现湿狗样颤动,面肌阵挛,如眨眼、动须及节律性咀嚼等;Ⅱ级呈节律性点头;Ⅲ级表现为前肢阵挛;Ⅳ级站立伴双侧前肢阵挛;Ⅴ级跌倒、失平衡,四肢抽搐);观察脑海马部神经细胞凋亡情况于给药5 d后处死大鼠,取脑海马切片作原位末端标记染色后检测.主要观察指标①癫痫发生前后的大鼠行为变化以及脑电图改变.②脑海马神经细胞凋亡结果.结果30只大鼠均进入结果分析.①癫痫发作情况生理盐水组无癫痫发作.红藻氨酸组大鼠均出现癫痫发作,发作于脑室注射红藻氨酸后10 min开始,1h达高峰,3～6 h后停止.②脑电图记录生理盐水对照组无尖波、棘波、棘慢综合波等痫性电活动表现,红藻氨酸组于注射后10 min即有痫性波出现,1 h左右癫痫发作达高峰,3～6 h后波幅降低,出现阵发性慢波及棘慢波;12 h后无痫性波出现.③神经元凋亡情况生理盐水组注射后海马部可见极少神经细胞凋亡;红藻氨酸组注射后5 d,在海马部可见到明显神经细胞凋亡(P=0.00).黑质内给予多巴胺D1受体拮抗剂SCH 23390后,海马部细胞凋亡减轻不明显(P＞0.05);给予多巴胺D2受体拮抗剂氟哌啶醇后,海马部细胞凋亡加重(P=0.00).结论黑质中注入多巴胺D1受体拮抗剂SCH 23390后,不能阻止红藻氨酸所致癫痫的发生,发作后的痫性电活动没有明显减弱,给予多巴胺D2受体拮抗剂氟哌啶醇后,红藻氨酸所致癫痫痫性电活动增强,脑海马CA3区的细胞凋亡有明显增加.说明在黑质中参与颞叶癫痫调节作用的主要是多巴胺D2受体而不是DI受体.     

Pharmacological properties of the potent epileptogenic amino acid dysiherbaine, a novel glutamate receptor agonist isolated from the marine sponge Dysidea herbacea

Dysiherbaine (DH) is a marine sponge-derived amino acid that causes seizures upon injection into mice. In this report we investigate the behavioral effects and characterize the pharmacological activity of DH. DH induced convulsive behaviors in mice with ED(50) values of 13 pmol/mouse, i.c.v. and 0.97 mg/kg, i.p. In rat brain synaptic membranes DH displaced binding of [3H]kainic acid (KA) and [3H]alpha-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) with K(i) values of 26 and 153 nM, respectively; in contrast, DH did not displace the N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) receptor ligand [3H]CGS-19755. DH displaced [3H]KA from recombinant GluR5 and GluR6 kainate receptor subunits expressed in HEK293 cells with K(i) values of 0.74 and 1.2 nM, respectively. In whole-cell voltage-clamp recordings from cultured rat hippocampal neurons, DH evoked inward currents from both AMPA and KA receptors with EC(50) values of 9.7 microM and 210 nM, respectively. AMPA receptor currents were blocked by GYKI 53655, whereas KA receptor currents were blocked by 6-cyano-7-nitroquinoxaline-2,3-dione (CNQX). Surprisingly, in calcium imaging experiments we found that DH also activated recombinant mGluR5 receptors but did not activate mGluR1 receptors. DH did not activate glutamate transporters or gamma-aminobutyric acid A (GABA(A)) receptors. These results indicate that DH is a potent non-NMDA-type agonist with very high affinity for KA receptors, as well as a subtype-selective mGluR agonist. DH possesses the most potent epileptogenic activity among the amino acids yet identified. This novel excitatory amino acid may prove useful for evaluating the physiological and pathological roles of non-NMDA receptors, especially KA receptors, in the central nervous system.     

Allosteric modulation of related ligand-gated ion channels synergistically induces long-term potentiation in the hippocampus and enhances cognition

α5 Subunit-containing GABA(A) receptors (GABA(A)Rs) and α7 neuronal nicotinic-acetylcholine receptors (nAChRs) are members of the Cys-loop family of ligand-gated ion channels (LGICs) that mediate cognitive and attentional processes in the hippocampus. α5 GABA(A)Rs alter network activity by tonic inhibition of CA1/CA3 pyramidal cells of the hippocampus. Postsynaptic α7 nAChRs in the hippocampus regulate inhibitory GABAergic interneuron activity required for synchronization of pyramidal neurons in the CA1, whereas presynaptic α7 nAChRs regulate glutamate release. Can simultaneous allosteric modulation of these LGICs produce synergistic effects on cognition? We show that combined transient application of two allosteric modulators that individually 1) inhibit α5 GABA(A)Rs and 2) enhance α7 nAChRs causes long-term potentiation (LTP) of mossy fiber stimulation-induced excitatory postsynaptic currents (EPSC) from CA1 pyramidal neurons of rat hippocampal slices. The LTP effect evoked by two compounds is replicated by 3-(2,5-difluorophenyl)-6-(N-ethylindol-5-yl)-1,2,4-triazolo[4,3-b]pyridazine (522-054), a compound we designed to simultaneously inhibit α5 GABA(A)Rs and enhance α7 nAChRs. Selective antagonists for either receptor block sustained EPSC potentiation produced by 522-054. In vivo, 522-054 enhances performance in the radial arm maze and facilitates attentional states in the five-choice serial reaction time trial with similar receptor antagonist sensitivity. These observations may translate into therapeutic utility of dual action compounds in diseases of hippocampal-based cognitive impairment.