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c-Jun氨基末端激酶抑制剂SP600125对杏仁核电点燃癫痫模型大鼠海马 CA1区神经元的保护作用



全 文 :DOI:10.7683/xxyxyxb.2014.11.006
收稿日期:2014-08-06
基金项目:河南省科技攻关项目(编号:102102310147)
作者简介:刘 平(1968-),女,河南新乡人,学士,主任医师,主要从事神经内科疾病的临床研究。
通信作者:刘红朝(1966-),男,湖北大悟人,博士,主任医师,硕士研究生导师,主要从事神经肿瘤与癫痫疾病的研究
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本文引用:刘平,刘红朝,王宝峰,等.cJun氨基末端激酶抑制剂 SP600125对杏仁核电点燃癫痫模型大鼠海马
CA1区神经元的保护作用[J].新乡医学院学报,2014,31(11):889891,895. 【基础研究】
cJun氨基末端激酶抑制剂 SP600125对杏仁核电点燃癫痫模型
大鼠海马 CA1区神经元的保护作用
刘 平1,刘红朝2,王宝峰3,谭一虎2,吴 俊3,陈 旭3,舒 凯3
(1.河南中医学院第一附属医院脑病二区,河南 郑州 450003;2.湖北省新华医院 湖北中医药大学附属新华医院
神经外科,湖北 武汉 430015;3.华中科技大学同济医学院附属同济医院神经外科,湖北 武汉 430030)
摘要: 目的 探讨cJun氨基末端激酶(JNK)抑制剂SP600125对杏仁核电点燃大鼠海马CA1区神经元的保护
作用。方法 将30只健康雄性Wistar大鼠随机分为点燃组、加药组及加药对照组,每组10只。大鼠10次癫痫发作
后灌注取脑,Westernblot法检测JNK和磷酸化JNK表达,进行胶原纤维酸性蛋白(GFAP)和尼氏染色,并将各组进行
观察和比较。结果 Westernblot显示加药组海马区JNK磷酸化水平(0.347±0.033)较点燃组(0.510±0.039)和加
药对照组(0.476±0.045)显著降低,差异有统计学意义(P<0.05),总 JNK水平各组间比较差异无统计学意义(P>
0.05);加药组GFAP阳性细胞计数(42.27±4.63)较点燃组(68.82±5.36)和加药对照组(69.06±4.63)显著减少,
差异有统计学意义(P<0.05);尼氏染色正常神经元计数加药组(37.82±6.30)较点燃组(19.87±3.58)和加药对照
组(20.13±5.37)显著增加,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 JNK特异性抑制剂 SP600125对大鼠杏仁核电点
燃癫痫模型CA1区海马神经元具有保护作用。通过 SP600125抑制 JNK的活性可能是治疗颞叶癫痫一种新的有效
策略。
关键词: cJun氨基末端激酶;颞叶癫痫;海马硬化;SP600125
中图分类号:R742.1 文献标志码:A 文章编号:10047239(2014)11088904
ProtectiveactionofSP600125,aninhibitorofcJunNterminalkinaseonhippocampalCA1neuron
inamygdalakindledepilepsyrats
LIUPing1,LIUHongchao2,WANGBaofeng3,TANYihu2,WUJun3,CHENXu3,SHUKai3
(1.DepartmentofNeurology,theFirstAfiliatedHospitalofHenanUniversityofTraditionalChineseMedicine,Zhengzhou
450003,HenanProvince,China;2.HubeiXinhuaHospital;DepartmentofNeurosurgery,HubeiXinhuaHospitalAfiliatedtoHu
beiUniversityofChineseMedicine,Wuhan430015,HubeiProvince,China;3.DepartmentofNeurosurgery,TongjiHospitalAfili
atedtoTongjiMedicalColege,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430030,HubeiProvince,China)
Abstract: Objective ToexploretheprotectiveactionofSP600125,aninhibitorofcJunNterminalkinase(JNK)on
hippocampalCA1neuroninamygdalakindledrats.Methods ThirtyhealthmaleWistarratswererandomlydividedintokin
dlinggroup,medicinegroupandmedicinecontrolgroup,tenratsineachgroup.Thebraintissuewasobtainedbyperfusionafter
tentimesepilepticseizure.WestemblotingwasusedtodetecttheexpressionofJNKandphosphorylationofJNK(pJNK).
Pathologicalchangesofthehippocampuswereobservedbyglialfibrilaryacidicprotein(GFAP)stainingandNisslstainingand
theresultswerecomparedineachgroup.Results ThelevelofJNKphosphorylationinthehippocampusinthemedicinegroup
(0347±0.033)wassignificantlylowerthanthatinthekindlinggroup(0.510±0.039)andthemedicinecontrolgroup
(0476±0.045)(P<0.05).TherewerenostatisticdiferenceofthelevelsoftotalJNKineachgroup(P>0.05).Theposi
tivecelsofGFAPinmedicinegroup(42.27±4.63)weresignificantlylowerthanthoseinthekindlinggroup(68.82±
536)andthemedicinecontrolgroup(69.06±4.63)(P<0.05).Nisslstainingshowedthatthenumberofnormalneuronin
themedicinegroup(37.82±6.30)wassignificantlyhigherthanthatinthekindlinggroup(19.87±3.58)andthemedicine
controlgroup(2013±5.37)(P<0.05).Conclusion SP600125,aspecificinhibitorofJNK,hasaprotectiveefectonneu
ronsinhippocampalCA1regioninamygdalakindledmodelrats.SP600125maybeanewandefectivestrategytotreattempo
rallobeepilepsybysuppressingtheactivationofJNK.
Keywords: cJunNterminalkinase;temporallobeepilepsy;hippocampalsclerosis;SP600125
·988·
 第31卷 第11期
2014年11月
            新乡医学院学报
JournalofXinxiangMedicalUniversity
           Vol.31 No.11 
Nov.2014
网络出版时间:2014-11-10 23:17
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/41.1186.R.20141110.2317.028.html
  颞叶癫痫(temporallobeepilepsy,TLE)是临床上
最常见的难治性癫痫,其发病机制迄今为止尚未完全
阐明。作者前期通过大鼠杏仁核电点燃癫痫模型研
究发现,cJun氨基末端激酶(cJunNterminalkinase,
JNK)信号通路可能参与TLE形成,表现为JNK信号
通路的激活,pJNK水平升高[1]。因此,干预 JNK信
号通路可能是控制TLE发作的有效途径之一。本研
究旨在观察JNK抑制剂SP600125在大鼠杏仁核电刺
激癫痫模型中对CA1区神经元的保护作用。
1 材料与方法
1.1 实验动物与分组 无特定病原体(specefic
pathogenfree,SPF)级雄性 Wistar大鼠30只,体质量
270~310g,由湖北省实验动物研究中心提供,许可证
号:SCXK(鄂)20030005。所有实验大鼠在避强光、
24h昼夜循环、避噪音、单笼、自由饮食、温度 8~
25℃、相对湿度40%~70%条件下饲养。按抽签法
随机分为3组:点燃组10只,安置电极和脑室留置套
针,每天刺激,不加药;加药组10只,安置电极和脑室
留置套针,每天刺激,脑室内加药SP600125;加药对照
组10只,安置电极和脑室留置套针,每天刺激,脑室
内不加SP600125,只加同等剂量的生理盐水和二甲基
亚砜(dimethylsulfoxide,DMSO)。
1.2 仪器与试剂 大鼠脑立体定位仪、脑室套针
(深圳瑞沃德公司),微型磨钻(韩国Saeshin公司),
BL420F生物机能实验系统(成都泰盟科技有限公
司),自制5芯电极、铸模粉(上海九龙化工公司),
SP600125(美国 Sigma公司),DMSO、甘油醛3磷酸
脱氢酶(glyceraldehyde3phosphatedehydrogenase,
GAPDH)基因(美国 SantaCruz公司),一抗应激活
化蛋白激酶(stressactivatedproteinkinase,SAPK)/
JNK(56G8)RabbitmAb、PhosphoSAPK/JNK(Thrl
83/Tyrl85)(81E11)RabbitmAb(美国 CelSignaling
公司),尼氏染色液、二氨基联苯胺(diaminobenzi
dine,DAB)辣根过氧化物酶显色试剂盒、牛血清白
蛋白(bovineserumalbumin,BSA)(武汉博士德生物
工程有限公司),磷酸盐缓冲液(phosphatebuferso
lution,PBS)(瑞士罗氏公司)。
1.3 大鼠杏仁核电点燃模型建立 (1)大鼠麻醉:
大鼠测质量后按5mL·kg-1腹腔注射体积分数6%
水合氯醛。(2)颅骨钻孔:麻醉满意后固定于立体
定位仪上,颅骨上钻5孔(1孔为杏仁核电极,2孔
为额叶皮层电极,1孔为接地电极,1孔为脑室套
针)。(3)植入5芯电极:体积分数75%乙醇消毒术
野,沿正中矢状线切开皮肤,充分暴露前后囟,按照
杏仁核定位数值(Wistar:前囟后 2.2mm;旁开
4.8mm;深8.5mm),缓慢将杏仁核双螺旋电极降
至深8.5mm处(下降速度≤1.0mm·min-1)。记
录与参考电极分别同定于左右前额和枕部。(4)植
入脑室套针:确定左侧脑室位点:前囟后1.0mm,中
线旁1.5mm,颅骨表面下3.7mm。(5)上述5芯
电极与脑室套针用铸模粉固定,术毕大鼠单养,每天
观察大鼠伤口、体质量与行为学变化。(6)电刺激
点燃大鼠:点燃组、加药组与加药对照组术后恢复1
周,予0.8mA强度(细电流、串刺激、波宽1ms,延
时100ms、频率50Hz,串长50个,方波)刺激,每只
大鼠每天给予刺激 5次,相邻 2次的时间间隔为
1min,直到有10次癫痫大发作,发作强度按 Racine
量表分级。(7)SP600125治疗:SP6001250.1mg
溶于10mLDMSO中,加药组在给予刺激前30min
通过左侧的脑室套管加人10μLSP600125,5min加
药完毕;同样方法加药对照组注入生理盐水和质量
分数1%DMSO10μL。(8)有10次大发作的大鼠
处死,各组将5只大鼠行40g·L-1多聚甲醛灌注、
取脑,制成连续冠状位行蜡切片,厚4μm,另外5只
取右侧海马组织进行Westernblot分析[2]。
1.4 Westernblot分析 检测海马组织 JNK和 p
JNK蛋白表达,提取海马组织蛋白,进行十二烷基磺
酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳,转膜,封闭后加一抗孵
育,加二抗,DAB显色。
1.5 胶原纤维酸性蛋白(glialfibrilaryacidicpro
tein,GFAP)检测 脱蜡、透明,用枸橼酸缓冲液行
抗原修复,BSA封闭30min,加一抗,入湿盒,室温过
夜。PBS漂洗后,加生物素标记二抗,37℃ 孵育
1h。PBS漂洗后,加DAB,流水洗20min。苏木精复
染,脱水、透明、封片。
1.6 尼氏染色 石蜡切片进行二甲苯脱蜡,梯度乙
醇水化,水洗后,放入尼氏染色液中染色,在400倍光
学显微镜下计数海马CA1区中段100单位长度内末
端脱氧核苷酸转移酶介导的 dUTP缺口末端标记测
定 法 (terminaldexynucleotidyltransferasemediated
dUTPnickendlabeling,TUNEL)染色阳性细胞数目。
1.7 统计学处理 应用SPSS12.0统计学软件,数
据以均数 ±标准差(珋x±s)表示,采用 t检验,P<
005为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 Westernblot检测3组大鼠海马组织JNK、p
JNK蛋白表达情况 结果见图1。点燃组、加药对
照组及加药组总 JNK/GAPDH均值分别为0.899±
·098· 新乡医学院学报       htp://www.xxyxyxb.com         2014年 第31卷
0.059、0.916±0.076和0.868±0.043,两两比较差
异均无统计学意义(P>0.05);点燃组、加药对照组
及加药组 pJNK/GAPDH均值分别为 0.510±
0039、0.476±0.045和0.347±0.033,加药组较点
燃组和加药对照组 pJNK低,差异有统计学意义
(P<0.05),点燃组与加药对照组比较差异无统计
学意义(P>0.05)。
图1 各组海马区JNK和pJNK蛋白表达
Fig.1 ExpressionofJNKandpJNKproteininhippocam
pusineachgroup
2.2 GFAP检测结果 点燃组、加药对照组及加药
组右侧 CA1区 GFAP染色阳性细胞计数分别为
6882±5.36、69.06±4.63和42.27±4.63,点燃
组与加药对照组GFAP阳性细胞计数比较差异无统
计学意义(P>0.05),而加药组显著少于点燃组和
加药对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。
2.3 尼氏染色结果 点燃组、加药对照组及加药组
右侧CA1区正常神经元计数(每个视野)分别为
1987±3.58、20.13±5.37和37.82±6.30,点燃组
与加药对照组正常神经元计数比较差异无统计学意
义(P>0.05),而加药组正常神经元计数明显多于
点燃组和加药对照组,差异有统计学意义(P<
005)。
3 讨论
本实验采用慢性电刺激点燃建立小鼠内侧TLE
模型,前期研究经病理观察亦显示,CA3和 CA1区
神经元明显丢失,存在有明显海马硬化现象[2]。进
一步研究显示,JNK通路反复激活与海马硬化发生
过程相似,JNK信号通路可能参与了 TLE的形成,
表现为JNK信号通路的激活,pJNK水平升高[1],这
有助于了解TLE发病的分子机制,并寻找有效控制
TLE发作的途径。
JNK家族是促分裂原活化蛋白激酶(mitogen
activatedproteinkinase,MAPK)超家族成员之一,属
于进化上保守的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。有研究
表明,JNK信号通路是细胞生理和病理状态之间的
重要调节靶点,参与神经退行性疾病的细胞凋
亡[34]。JNK在转录因子活化、mRNA稳定性、细胞
凋亡进展和细胞增殖方面发挥重要作用[5]。
SP600125是常用的 JNK高选择性抑制剂和可
逆的三磷酸腺苷环化酶竞争性抑制剂,对 JNK各亚
型能高选择性抑制,其相对分子质量为 220,通常在
50倍的显微镜下可见 SP600125为细小的针状沉淀
物,难溶于水,其实验溶液常需使用 DMSO制备[5]。
本实验所用SP600125溶于DMSO中所获得,而且实
验结果显示 DMSO对 SP600125实验结果无明显影
响,表明DMSO是一种可靠的溶媒。
前期研究结果提示慢性电刺激点燃建立小鼠内
侧TLE模型点燃后 Wistar大鼠海马 CA1区正常神
经元的数目减少,海马神经元凋亡增加,CA1区胶质
细胞增生明显,pJNK水平明显升高[12]。本研究结
果提示JNK抑制剂 SP600125降低了点燃 Wistar大
鼠海马组织中pJNK水平,减少了CA1区胶质细胞
增生,增加了正常神经元数目,减少了海马神经元凋
亡,起到了保护神经元的作用。这些结果与既往的
文献报道基本一致[67]。
转录因子 cJun是 JNK激酶的底物,SP600125
可能是通过作用于cJun氨基末端活性区特异磷酸
化位点Ser63与 Ser73来抑制cJun的表达与激活,
从而促进了细胞的凋亡。有研究结果显示,SP
600125通过抑制 JNK激活,降低磷酸化 cJun的表
达水平,并阻止其进入核内,进一步抑制 bcl2的激
活,从而抑制凋亡程序的启动,使神经元免于损伤,
SP600125可降低pJNK水平,并可抑制神经元的凋
亡[810]。SP600125具有 JNK小分子抑制剂的特点,
同时SP600125显著地表现出酶和细胞分析选择性,
细胞内SP600125水平达到抑制 cJun磷酸化时,其
也能抑制环氧化酶2(cyclooxygenase2,COX2),
白细胞介素2(interleukin2,IL2),干扰素γ(inter
feronγ,IFNγ),肿瘤坏死因子α(tumornecrosisfac
torα,TNFα),IL10和基质金属蛋白酶(matrixmet
aloproteinases,MMP)基因表达[5],但是SP600125抑
制JNK激活、降低磷酸化 cJun水平的具体机制有
待进一步研究。
本研究结果表明,JNK的特异性抑制剂
SP600125减少了电点燃癫痫模型大鼠杏仁核 CA1
区胶质细胞增生,增加了正常神经元的数目,减少了
海马神经元凋亡,抑制 JNK信号通路,可能对致痫
后海马神经元具有保护作用。因此,通过 SP600125
抑制JNK的活性可能是治疗TLE的一种新的策略。
(下转第895页)
·198·第11期  刘 平,等:cJun氨基末端激酶抑制剂SP600125对杏仁核电点燃癫痫模型大鼠海马CA1区神经元的保护作用
验用不同浓度的LMWH作用于HepG2细胞株,结果
显示,随着 LMWH浓度的增加及作用时间的延长,
HepG2细胞的迁移率和黏附率都有所下降。证明了
LMWH确实可以抑制肝癌细胞的迁移及黏附能力。
综上所述,LMWH在抑制肿瘤转移中起到非常
重要的作用。本研究给人们的启示是,能否从 LM
WH中提炼出抑制肝癌转移的核心成分,从而在抑
制肿瘤转移的同时尽可能地减少大量应用 LMWH
所出现的不良反应。同时,本实验有利于更深入地
认识肿瘤的生物学行为,以此为依据开发新药物,为
肿瘤的临床治疗奠定基础。
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(本文编辑:孟 月 英文编辑:孟 月)
(上接第891页)
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(本文编辑:徐刚珍 英文编辑:孟 月)
·598·第11期             崔 灿,等:低分子肝素对肝癌细胞株HepG2迁移率及黏附率的影响