潘楠楠 胡雅純 廖雪珍 石喆 施海姍
據(jù)統(tǒng)計約有20%~61%的癲癇患者共患有抑郁癥[1-2]。癲癇共患抑郁癥會加重患者癲癇發(fā)作的頻率、降低抗癲癇藥物的療效,對患者和社會造成不利影響[3-4]。目前關(guān)于癲癇的治療仍以控制癲癇發(fā)作為主[5],并不能減少癲癇共患抑郁癥的患病率。氯沙坦(losartan)是一種廣泛用于治療高血壓的血管緊張素受體拮抗劑。近年研究發(fā)現(xiàn)氯沙坦可以減少癲癇發(fā)作[6-7],另外還具有抑制炎癥損傷的作用,可以在炎癥損傷的靶器官內(nèi)下調(diào)高遷移率族蛋白B1(high-mobility group protein B1,HMGB1)表達(dá),減輕炎癥反應(yīng),從而改善預(yù)后[8]。而HMGB1 相關(guān)的炎癥反應(yīng)在癲癇和抑郁癥的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮著重要作用。因此本研究將氯沙坦用于癲癇模型大鼠,觀察氯沙坦是否可以通過下調(diào)HMGB1表達(dá),改善癲癇大鼠海馬區(qū)炎癥反應(yīng),從而降低癲癇共患抑郁癥的風(fēng)險,為癲癇共患抑郁癥的預(yù)防提供新依據(jù)。
1.1 癲癇大鼠模型的建立及分組 成年SD 雄性大鼠(體質(zhì)量150~180 g,n=24)購自廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心。大鼠飼養(yǎng)在SPF 環(huán)境中,食物和水可自由攝取。本實驗所有步驟遵守中華人民共和國科技部發(fā)布的《實驗動物福利倫理指南》,并獲得廣州醫(yī)科大學(xué)動物倫理委員會批準(zhǔn)。
大鼠采用隨機(jī)數(shù)字表法分為3 組:匹羅卡品-氯沙坦(pilocarpine and losartan,PL-L)組(n=8)接受鋰-匹羅卡品腹腔注射建模,建模成功后給予氯沙坦干預(yù);匹羅卡品(pilocarpine,PL)組(n=8)接受鋰-匹羅卡品腹腔注射建模;對照(control,Ctrl)組(n=8)接受氯化鋰腹腔注射。
按照既往鋰-匹羅卡品模型方案建立癲癇大鼠模型[9],具體操作步驟:腹腔注射氯化鋰(127 mg/kg,Sigma-Aldrich,美國),18~24 h 后腹腔注射東莨菪堿(1 mg/kg,阿拉丁,P424411,上海),30 min后腹腔注射匹羅卡品(30 mg/kg,阿拉丁,P344660,上海),當(dāng)大鼠出現(xiàn)Racine 標(biāo)準(zhǔn)Ⅳ級及以上發(fā)作后開始計時[10],30 min 內(nèi)發(fā)作3 次視為癲癇持續(xù)狀態(tài)誘導(dǎo)成功,癲癇持續(xù)狀態(tài)持續(xù)90 min后予腹腔注射地西泮注射液(10 mg/kg)終止發(fā)作。對照組大鼠給予等量的氯化鋰、東莨菪堿和生理鹽水,不注射匹羅卡品。Racine 分級[10]:Ⅰ級為面部陣攣,包括眨眼、動須、節(jié)律性咀嚼、濕狗樣顫抖;Ⅱ級為I級+節(jié)律性點頭;Ⅲ級為Ⅱ級+前肢陣攣;Ⅳ級為Ⅲ級+后肢站立;Ⅴ級為Ⅳ級+跌倒。
1.2 氯沙坦干預(yù) 參考既往文獻(xiàn)給予氯沙坦干預(yù)[11]:PL-L 組大鼠在癲癇大鼠模型建立成功24 h 后給予氯沙坦(浙江華海藥業(yè)股份有限公司)60 mg/kg腹腔注射,連用3 d,后將氯沙坦以2 g/L 溶于大鼠飲用水中,連用18 d。PL組和Ctrl組飲用正常飲用水。
1.3 抑郁行為學(xué)評估 采用體質(zhì)量增長量和蔗糖偏愛實驗來評估大鼠的抑郁樣行為。體質(zhì)量增長量的測量:各組大鼠在實驗結(jié)束后連續(xù)測量體質(zhì)量1周,計算每只大鼠1 周之內(nèi)的體質(zhì)量增長量。蔗糖偏愛實驗:大鼠單籠飼養(yǎng),實驗前給予2 瓶1%蔗糖水進(jìn)行適應(yīng)性訓(xùn)練;正式實驗時,首先禁水16 h,然后在適應(yīng)性訓(xùn)練時同樣位置放置事先稱重的2 瓶水(1%的蔗糖水和普通飲用水),飲用4 h,中間水瓶交換位置一次;實驗結(jié)束后撤下2 瓶水并稱重(g),計算大鼠的糖水偏愛率。糖水偏愛率=[糖水消耗量/(糖水消耗量+普通飲用水消耗量)]×100%。
1.4 RT-PCR 檢測HMGB1、IL-1β 和IL-6 相對mRNA 表達(dá)量 抑郁樣行為評估結(jié)束后,所有大鼠用10%水合氯醛麻醉,經(jīng)升主動脈插管至左心房,4 ℃的生理鹽水約150 mL 沖洗后取腦,在冰上將海馬分離出來后在液氮中快速冷凍,并在-80 ℃下保存,用于實時逆轉(zhuǎn)錄定量PCR(RT-PCR)分析。使用TRIzol 試劑(Sigma,美國)從海馬中分離總RNA,總RNA 由納米dropND-1000(Thermo 科學(xué),美國)定量,用無酶DNase 試劑盒(Promega,麥迪遜,美國)消化以去除DNA 污染。將mRNA 逆轉(zhuǎn)錄,使用高容量cDNA-RT 試劑盒(美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司)進(jìn)行cDNA 檢測,然后使用SYBR 綠色跳躍啟動Taq準(zhǔn)備混合物(Sigma,美國)進(jìn)行RT-PCR。使用Prime 5.0 軟件設(shè)計引物。HMGB1:正向引物CACT TGGATGTTGAATGCCTC,反向引物TGAAACATCC AAAACTGCCAGA。IL-1β:正向引物TTGAGTCTG CACAGTTCCC,反向引物GTCAACTATGTCCCGAC CA。IL-6:正向引物CTGCCTTCCCTACTTCACA,反向引物ATATGTAATTAAGCCTCCGACT。GAPD H:正向引物CTTCTTGTGCAGTGCCAGCC,反向引物CAAGAGAAGGCAGCCCTGGT。RT-PCR 分3 個階段進(jìn)行:第一階段在95℃預(yù)熱30 s;第二個階段共40個周期,包括在95 ℃ 5 s,在60 ℃ 30 s;第三階段包括在95 ℃ 15 s,在60 ℃ 1 min,在95 ℃ 15 s。采用比較ΔΔCt法對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。為了減少取樣造成的誤差,對每個樣本進(jìn)行3 次RT-PCR 分析,并取平均值。
1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 20.0 進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。圖表應(yīng)用Graph-Pad Prism 5 制作。多組比較采用單因素方差分析,兩組之間比較采用LSD-t法,檢驗水準(zhǔn)α=0.05。
2.1 癲癇發(fā)作情況 所有注射匹羅卡品的大鼠發(fā)生Racine Ⅳ級以上的癲癇發(fā)作,并持續(xù)發(fā)作90 min以上。其中有4 只老鼠死于癲癇發(fā)作持續(xù)狀態(tài)。最后PL-L組6只大鼠,PL組6只,Ctrl組8只。
2.2 大鼠抑郁樣行為學(xué)評估結(jié)果 體質(zhì)量增長量結(jié)果顯示,3 組之間的體質(zhì)量增長量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=10.89,P<0.01)。PL 組大鼠體質(zhì)量增長量較Ctrl 組減少(P<0.01),PL-L 組大鼠體質(zhì)量增長量較PL組增加,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),而PL-L組大鼠體質(zhì)量增長量與Ctrl 組相比,差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.64)。見表1。
Tab.1 Results of depression-like behavior assessment of rats in each group表1 各組大鼠抑郁樣行為學(xué)評估結(jié)果
蔗糖偏愛實驗結(jié)果顯示,3 組之間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=13.21,P<0.01)。PL 組大鼠糖水偏愛率低于較Ctrl 組大鼠,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);PL-L 組大鼠糖水偏愛率高于PL 組大鼠,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01);而PL-L 組大鼠糖水偏愛率雖然低于Ctrl 組,但兩組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.12)。見表1。
2.3 氯沙坦對HMGB1 mRNA 相對表達(dá)量的影響3 組大鼠海馬區(qū)HMGB1 mRNA 相對表達(dá)量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=20.62,P<0.01)。與Ctrl 組相比,PL組大鼠海馬區(qū)HMGB1 mRNA 相對表達(dá)量增加(P<0.01);PL-L組大鼠海馬區(qū)HMGB1 mRNA相對表達(dá)量較PL組減少(P<0.01),與Ctrl組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.07)。見圖1、表2。
Fig.1 HMGB1 mRNA expression in the hippocampus of rats in each group圖1 各組大鼠海馬區(qū)HMGB1 相對mRNA 的表達(dá)量 注:** P<0.001。
Tab.2 The expression of HMGB1, IL-1β and IL-6 mRNA in hippocampus of rats in each group表2 各組大鼠海馬區(qū)HMGB1、IL-1β和IL-6 mRNA相對表達(dá)量
2.4 氯沙坦對大鼠海馬區(qū)炎癥因子表達(dá)的影響 3組大鼠海馬區(qū)IL-1β(F=17.38,P<0.01)和IL-6(F=6.04,P=0.04)mRNA的表達(dá)差異有統(tǒng)計學(xué)意義。PL組大鼠海馬區(qū)IL-1β(P<0.01)和IL-6(P=0.03)mRNA 相對表達(dá)量較Ctrl組增加;PL-L 組大鼠海馬區(qū)IL-1β(P<0.01)和IL-6(P=0.02)mRNA 相對表達(dá)量較PL 組減少,而與Ctrl 組相比,則差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2。
癲癇患者易共患抑郁癥,而抑郁癥又會加重癲癇患者的病情,并降低其生活質(zhì)量[12]。因此,預(yù)防癲癇患者共患抑郁癥具有重要意義。基于近年來關(guān)于癲癇共患抑郁癥的相關(guān)機(jī)制研究,本研究采用氯沙坦干預(yù)癲癇大鼠,觀察氯沙坦在癲癇共患抑郁癥中的作用。本研究發(fā)現(xiàn),PL 組大鼠呈現(xiàn)出體質(zhì)量減少以及快感缺失等抑郁樣行為表現(xiàn),這與之前的研究結(jié)果[13]一致。給予氯沙坦干預(yù)后,PL-L 組大鼠的抑郁樣行為較PL組大鼠明顯好轉(zhuǎn),與Ctrl組大鼠無明顯差異。這些結(jié)果提示,氯沙坦干預(yù)可能降低了癲癇大鼠出現(xiàn)抑郁樣行為的風(fēng)險,表明氯沙坦在減輕癲癇相關(guān)抑郁癥狀方面具有潛在的治療效果。
氯沙坦是一種常用的抗高血壓藥物,通過選擇性地阻斷血管緊張素Ⅱ受體1(AT1 受體),抑制血管緊張素Ⅱ的生物學(xué)效應(yīng)[14-15]。近年來有研究發(fā)現(xiàn),氯沙坦還具有減輕炎癥損傷、抑制包括HMGB1在內(nèi)的多種炎性因子釋放的作用[16-17]。氯沙坦的抗炎作用可能是通過抑制血管緊張素Ⅱ生物學(xué)效應(yīng),間接地降低HMGB1 的表達(dá)和釋放[18];也可能直接影響HMGB1 的核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和細(xì)胞外釋放,從而抑制HMGB1 在炎癥反應(yīng)中的作用[19-20]。在動物癲癇模型中,氯沙坦已被證實可能通過改變其腦內(nèi)炎癥因子水平,降低癲癇發(fā)作的嚴(yán)重程度或提高抗癲癇藥物的療效[21]。本研究發(fā)現(xiàn)PL 組大鼠海馬區(qū)HMGB1 mRNA相對表達(dá)量較Ctrl組顯著增加,而氯沙坦干預(yù)后與PL 組大鼠相比,PL-L 組大鼠海馬區(qū)HMGB1 mRNA相對表達(dá)量明顯減少,與Ctrl組相比則無統(tǒng)計學(xué)差異。這些結(jié)果表明,氯沙坦可以減少癲癇大鼠海馬區(qū)HMGB1的表達(dá)。
HMGB1 是一種高度保守的核蛋白,在細(xì)胞核內(nèi)廣泛存在,是損傷相關(guān)分子模式(damageassociated molecular patterns,DAMP)家族的典型成員,具有多種生物學(xué)功能,包括維護(hù)DNA 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄以及調(diào)節(jié)炎癥和免疫反應(yīng)[22-23]。在炎癥和免疫反應(yīng)中,HMGB1 被認(rèn)為是重要的促炎因子,在炎癥信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中發(fā)揮作用,促進(jìn)炎癥細(xì)胞的遷移和活化,并誘導(dǎo)炎癥因子的釋放[24-25]。研究證實癲癇發(fā)作可導(dǎo)致海馬區(qū)細(xì)胞損傷和死亡,這些損傷促進(jìn)HMGB1 釋放,HMGB1 可以通過與細(xì)胞表面的受體(如晚期糖基化終末產(chǎn)物受體和Toll 樣受體4)結(jié)合,激活下游信號通路,增加炎癥介質(zhì)(如IL-1β、IL-6 等)的合成和釋放,充當(dāng)“損傷相關(guān)分子模式”以誘導(dǎo)炎癥對靶器官的損傷,加重癲癇發(fā)作[26-27]。而炎癥因子,如IL-1β、IL-6等,可影響神經(jīng)遞質(zhì)的合成、釋放和再攝取[28-29],從而導(dǎo)致神經(jīng)遞質(zhì)失衡,進(jìn)而影響情緒調(diào)節(jié)和抑郁癥的發(fā)生[30-31]。本研究發(fā)現(xiàn)PL 組大鼠海馬區(qū)HMGB1 mRNA 相對表達(dá)量明顯增加的同時,IL-1β、IL-6的mRNA 相對表達(dá)量水平也增加,而給與氯沙坦干預(yù)后PL-L 組大鼠海馬區(qū)HMGB1 mRNA 相對表達(dá)量明顯減少,同時IL-1β、IL-6 的mRNA 相對表達(dá)量水平降低。
如何預(yù)防癲癇共患抑郁癥是癲癇治療的重要挑戰(zhàn)。綜上所述,本研究初步證實了氯沙坦可通過抑制HMGB1 釋放,減少炎癥因子IL-1β、IL-6 的表達(dá),從而減少癲癇大鼠共患抑郁癥的風(fēng)險。這提示氯沙坦可能成為預(yù)防癲癇共患抑郁癥的有效方法。然而,考慮到臨床應(yīng)用與動物實驗之間的差異,以及癲癇共患抑郁癥的復(fù)雜性,將來尚需開展更多的研究來證實。